MEMÒRIA DEL TREBALL DE LA ASSIGNATURA PRÀCTIQUES EN

MEMÒRIA DEL TREBALL DE LA ASSIGNATURA PRÀCTIQUES EN EL
VAIXELL DEL BUC “SUAR VIGO”
FACULTAT DE NÀUTICA DE BARCELONA
UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA
DIPLOMATURA DE MÀQUINES NAVALS
JOSEP RAMON VIDAL i BOSCH
1
PREFACIO
Marineros y constructores navales, lejos de cualquier tipo de broma, se podría afirmar
que son de los oficios más antiguos que se conocen. Ya en la biblia, se habla de Noé,
Génesis (capítulos 6-9), y de su nave. Permitiendo a Noé salvarse a sí mismo, a su
familia y a "una pareja... de todo ser viviente... macho y hembra" del diluvio enviado
por Yahvé para destruir a la humanidad. Asimismo, se puede decir que el primer
Ingeniero Naval fue Dios, puesto que Yahvé dio a Noé instrucciones precisas acerca de
la estructura y de las dimensiones del arca, de los materiales y modo de usarlos (Gén.
6,14-16), y le ordenó que llevase a bordo una pareja de cada animal existente (la carga).
Esta historia de más de 6000 años, recogida en la Biblia, tiene distintas versiones en
muchas culturas de nuestro planeta.
Pero es al final del siglo XVIII y principios del XIX, cuando la aparición de la máquina
de vapor supuso la necesidad de dotar a los buques de nuevas figuras, hasta entonces
inexistentes, el maquinista naval.
Como futuro maquinista debo decir que aún estoy lejos de estar a la misma altura que
alguno de mis compañeros de oficiales. Dicen que cuando eres nuevo buque no sabes
nada y cuándo te vas te crees saberlo todo… Pero si reconozco que este embarque me
ha dado un conocimiento de la realidad.
Me ha sido complicado tanto iniciar este trabajo como finalizarlo. Cada uno de los
dispositivos de abordo, cada uno de los sistemas, cada subsistema del barco, tiene tantos
componentes que entrar a fondo, más que un trabajo, sería un recopilatorio de varios
volúmenes. Así pues, esta obra describe de forma superficial los sistemas más
elementales del buque.
JOSEP RAMON VIDAL i BOSCH
2
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN
2. ELEMENTOS DE LA CÁMARA DE MÁQUINAS
2.1. Equipos Principales
2.2. Tanques
2.3. Otros tanques
2.4. Eléctricos
2.5. Elementos eléctricos del taller
2.6. Otros
3. RUTA Y CARGA
4. TRIPULACIÓN DEL BUQUE
5. MEDIOS DE SALVAMENTO
6. SISTEMA DE PROPULSIÓN DEL BUQUE
6.1. Descripción general de los motores principales
7. REGULACIÓN DEL MOTOR
7.1. Sistema regulador de las revoluciones y de la potencia (electrónico-hidráulico)
7.2. Sistema regulador de las revoluciones y de la potencia (mecánico-hidráulico)
8. EL SISTEMA DE AGUA SALADA
9. SISTEMA DE TRASIEGO DE HFO
10. EL SISTEMA CENTRALIZADO DE AGUA DULCE
11. REFRIGERACIÓN BIELA-ÉMBOLO
12. LOS TANQUES DE SERVICIO DIARIO DE COMBUSTIBLE
13. TANQUES DE SEDIMENTACIÓN DE HFO
14. SISTEMA DE LUBRICACIÓN PRINCIPAL
14.1. Entrada de aceite lubricante y su recorrido.
14.2. Lubricación de las camisas del cilindro.
14.3. Válvula de ventilación de los cárters.
15. SISTEMA DE AIRE DE ARRANQUE Y COMPRESORES DE AIRE DE
ARRANQUE
16. EL MÓDULO DE COMBUSTIBLE
16.1. Generalidades.
16.2. Explicación detallada.
16.3. Entrada y retorno del combustible.
17. PRINCIPIOS Y DESCRIPCIÓN DE LAS DEPURADORAS.
17.1. Funcionamiento
17.2. Sellado de la “bola”
17.3. Regulación de la zona neutra.
17.4. Selección del disco regulador y del anillo de nivel.
17.5. Descarga de fangos.
18. SISTEMA DE LA PURIFICADORA DE HFO
19. EL GENERADOR DE AGUA DESTILADA O TAMBIÉN EVAPORADOR
20. CUADROS ELÉCTRICOS
20.1. Salida del puerto
20.2. Entrada en el puerto
20.3. Caso particular
21. POZOS DE SENTINAS
22. SISTEMA DE AGUA DULCE SANITARIA.
23. DESCRIPCIÓN, FUNCIONAMIENTO, PUESTA EN MARCHA Y PARADA
DEL SEPARADOR DE SENTINAS
23.1. Principio físico
3
23.2. Arranque
23.3. Parada
24. EL SISTEMA DE CONTRAINCEDIOS Y BALDEO
24.1. Baldeo (hidrantes)
24.2. Rociadores
24.3. CO2
24.4. Pulverizadores
24.5. Otros
25. LOS REDUCTORES LGF 6665 HR KR1 y LGF 6665 HL K31
26. GENERADORES DE COLA
27. SISTEMA DE FRIGORÍFICAS (GAMBUZAS)
28. PREPARACIÓN DEL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE
28.1. Preparativos para el arranque del motor principal
29. SISTEMA DE LASTRE Y ANTIESCORA
30. LA PLANTA SÉPTICA
30.1. Descripción general de la planta séptica
30.2. Operación
31. CALDERA MIXTA “COMMODORE”
31.1. Introducción
31.2. General
31.3. Sección alimentada por equipo quemador
31.4. Sección alimentada con los gases de escape
31.5. Descripción general
31.6. Instrucciones de servicio
31.7. Accesorios
31.8. Presostatos de vapor
31.9 Modo de funcionamiento
31.1.1. Controles de nivel de agua
32. PASOS A SEGUIR ANTES DE ARRANCAR EL MOTOR DEL BOTE de babor
nº 2.
33. PASOS A SEGUIR ANTES DE ARRANCAR EL MOTOR DEL BOTE de estribor
nº 1
34. INTRODUCCIÓN: PRINCIPIOS EN QUE SE BASA LA CORROSIÓN Y LA
PROTECCIÓN CATÓDICA
34.1. Corrosión galvánica
34.2. Descripciones generales: protección catódica por corriente aplicada
34.3. Sistema marino de corriente aplicada
34.4. Ánodos de la corriente aplicada
34.5. Electrodos de referencia de la corriente aplicada
34.6. Unidad de alimentación
34.7. Instalación del equipo
35. LA HÉLICE DE MANIOBRA “KAMEWA”
35.1. Túnel con unidad de hélice. General
35.2. El túnel
35.3. La hélice
35.4. Como trabaja la hélice.
35.5. Presión de aceite en el pistón del servomotor.
35.6. El sistema de accionamiento.
35.7. El sistema hidráulico.
35.8. Partes de la unidad hidráulica.
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35.9. Partes del depósito de aceite de gravedad.
35.1.1. La bomba.
35.1.2. La válvula de seguridad.
35.1.3. El interruptor de nivel.
35.1.2. El interruptor de presión.
35.1.3. La válvula de control
35.1.4. La válvula que mantiene la presión.
35.1.5. El filtro del aceite de retorno.
35.1.6. La presión de aceite.
35.1.7. Medidas de arranque.
36. LOS ORDENADORES DE LA SALA DE MÁQUINAS.
37. RUTINAS DIARIAS DE UN SEGUNDO MAQUINISTA.
38. BIBLIOGRAFÍA
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INTRODUCCIÓN
El buque de mis prácticas es un Roll-on/Roll-off de 4400 ton de peso muerto,
propulsado por dos motores diesel semirápidos de 8800 CV (6480 kW), incluyendo un
PTO (Power Take Off) para un generador de cola en cada motor. Las características
principales del buque son:
Pabellón
Español
Número IMO
9250000
Eslora Total
149,384 m
Eslora entre Perpendiculares
139,500 m
Manga
21,000 m
Puntal
7,000 m
Puntal a la cubierta superior
12,440 m
Calado Máximo
5,85 m
Desplazamiento
11627 tn
Peso Muerto
4400 tn
GT
16361
Velocidad Máxima
20 kn
Año de terminación
2003
Astillero
H.J. Barreras (Vigo)
SS.CC
Lloyd’s Registrer of Shipping
Tripulación
12 personas más Armador
Conductores (pasaje)
12 personas
Tabla 1: Características principales del buque
El modelo de la planta propulsora consta de un motor Diesel semirápido de cuatro
tiempos sobrealimentado, cuyas características principales son las siguientes:
Tipo
MAN B&W 9L 40/54
Diámetro de los cilindros
400 mm
Carrera
540 mm
Número de Cilindros
9L
Número de Turbosoplantes
1
Número de enfriadores de aire
1 por motor
Potencia máxima en continuo
6480 kW
Velocidad
550 rpm
Consumo específico de fuel
181 g/kW·h
Tabla 2: Características principales del motor
Para la generación de corriente eléctrica el buque dispone de los siguientes medios: ´
•
•
Dos diesel-generadores Caterpillar acoplados cada uno a un generador eléctrico
de 810 KVA a 1500 rpm, de 50 Hz, que subministra una intensidad de 1230.7 A
y F.P de 0.8.
Dos alternadores de cola, acoplados cada uno a los respectivos MM.PP de la
marca STAMFORD de 810 KVA a una velocidad de 1500 rpm, que subministra
una corriente de 380 V y 1230.7 A a 50 Hz. Estos generadores pueden trabajar,
en un rango comprendido entre el 70% y el 100% de la velocidad del motor.
6
•
Un diesel-generador de emergencia con un motor diesel de 6 cilindros en línea
de la marca GUASCOR capaz de suministrar 150 CV a 1500 rpm, con un
alternador de la marca STAMFORD de 125 KVA, 380 V, 50 Hz y un FP de 0.8.
Fig1: Vista del generador de emergencia
Los sistemas auxiliares del buque son los normales de una instalación de este tipo e
incluyen:
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•
•
•
Un sistema de contraincendios, por agua y CO2.
Un sistema de achique de sentinas con un separador de aguas oleosas y con su
bomba correspondiente de sentinas.
Un sistema de aire comprimido para el arranque del motor principal con dos
compresores de la marca SPERRE que suministran 74 m3/h, de una potencia de
17.6 kW a 1450 rpm a 30 bar.
El sistema posee dos botellas de aire de arranque con un regulador de visita de
1500 L a 30 bar, una botella de aire de arranque para los MM.AA de 250 L a 30
bar y finalmente una botella de aire de servicios generales de 250 L a 7 bar.
Un compresor de emergencia de la marca SPERRE tipo HL2/17de 3.7 kW a 980
rpm y 30 bar de un caudal de 17 m3/h.
El sistema sanitario, incluyendo agua fría y caliente, produce agua dulce
mediante un evaporador de un caudal de 6 ton/24h.
Sistema de ventilación para la cámara de máquinas y de aire acondicionado para
el control de la cámara de máquinas.
Sistema de motorización de alarmas, que cumple con los requerimientos para
máquinas desatendidas.
Sistema de agua dulce de alta y baja temperatura para la refrigeración del motor
principal y los otros sistemas auxiliares.
Sistema de lubricación del motor principal.
Control remoto del motor principal, alternadores, bombas y compresores.
Distribución de la energía eléctrica.
Sistema de generación de vapor basado en una caldereta de la marca
COMMODORE de gases de escape.
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•
•
•
Sistema de recuperación del calor.
Sistema de agua salada
Sistema de purificadoras, compuesta por dos purificadoras de HFO, dos de DO y
dos de aceite.
ELEMENTOS DE LA CÁMARA DE MÁQUINAS
Equipos Principales
• Dos silenciosos de los MM.AA
• Dos silenciosos de los MM.PP.
• Una caldera mixta.
• Dos generadores de cola.
• Una consola para la cabina de control.
• Una unidad de aire acondicionado para la sala de control.
• Un equipo de presión de agua destilada.
• Un módulo de preparación de combustible
• Un módulo de purificación de aceite.
• Un módulo de purificación de combustible.
• Dos MM.AA.
• Cuatro chumaceras
• Dos líneas de ejes
• Dos reductores
• Dos MM.PP.
Tanques
• Un tanque almacén de aceite del servo.
• Un tanque almacén de aceite hidráulico de la hélice.
• Un tanque almacén de aceite de la reductora
• Un tanque de compensación de agua dulce de baja temperatura
• Un tanque de compensación de agua dulce alta temperatura.
• Un tanque de DO para la caldera (se eliminó el de HFO).
• Un tanque filtro y observación de purgas.
Otros tanques
• Un tanque de aguas aceitosas
• Un tanque de aceite sucio
• Un tanque de agua de los cilindros
• Un tanque para el derrame de las bandejas.
• Un tanque o espacio vacío.
• Un tanque de agua destilada.
• Un tanque de reboses de D.O.
• Dos cárteres o tanques almacenes de aceite lubricante de los MM.PP.
Eléctricos
• Dos transformadores eléctricos
• Dos cuadros eléctricos
• Dos bombas UNIDA autónomas de la cabina de control
• Un cuadro principal de la cabina de control
• Dos bombas purificadoras de combustible de HFO
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•
Dos bombas de aceite de la purificadora
Una consola de la cabina de control
Dos viradores para los dos MM.PP.
Dos Electrocompresores principales
Dos bombas de lastre.
Una bomba alternativa de sentinas
Un separador de sentinas
Dos bombas de agua salda para los rociadores del garaje.
Una bomba del tanque de los tanques de drenajes
Dos bombas de sentinas (Centrífugas).
Dos bombas de alimentación de agua para la caldera.
Dos filtros automáticos de aceite de los MM.PPs.
Dos bombas de circulación de agua salda de los MM.AA.
Una bomba de lodos.
Una bomba de trasiego de D.O.
Una bomba de trasiego de F.O.
Dos bombas de reserva de aceite de los MM.PP.
Dos bombas de circulación de agua salada de la gambuza frigorífica.
Dos bombas de agua salada para el aire acondicionado.
Una bomba de circulación de agua salada para el generador de agua dulce.
Tres bombas de circulación de agua salada.
Un equipo de precalentamiento de agua dulce.
Dos bombas de baldeo y C.I.
Dos bombas de reserva de refrigeración de agua dulce de alta temperatura.
Tres bombas de refrigeración de agua dulce baja temperatura.
Elementos eléctricos del taller
• Máquina de soldar
• Dos esmeriladoras
• Un taladro
• Un torno
• Varios enchufes
Otros
• La iluminación del buque realiza casi en su totalidad por tubos fluorescentes. Su
cantidad oscila entre los 4000 y 5000 tubos, repartidos entre los distintos
niveles.
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Fig. 2: Disposición general de la cámara de máquinas
RUTA Y CARGA
Este buque, en general realiza lo que la gente de abordo la ha bautizado como la “V”
europea y comprende, con las diferencias que pueda haber en cada viaje, los siguientes
puertos:
Barcelona – Tarragona – Casablanca (Marruecos) – Las Palmas de Gran Canaria –
Tenerife – Cádiz - Setubal (Portugal) – Sheerness (U.K) – Tyne (U.K) – Vlissingen
(Holanda) – Zeebruge (Bélgica) – Calais (Francia) – Bouzas (Vigo).
Este buque ha realizado viajes a Cartagena (España), Melilla, Ceuta, Gibraltar, Irán,
Irak, Arabia Saudita, cruzando el canal de Suez, y es capaz de cruzar el atlántico por lo
que realizó un viaje a Cuba.
Los viajes cómo es lógico dependen del tipo de flete y de los beneficios que éste pueda
comportar.
Este buque normalmente transporta cargas rodadas, cómo coches, furgonetas, camiones,
tráileres, frigoríficos, maquinaria de obra (apisonadoras, grúas, palas, etc.), autobuses,
etc. También ha transportado material diverso cómo componentes de molinos eólicos,
un circo (con sus animales), tanques y material bélico, etc. Todo el material es
debidamente trincado o bien por el personal de abordo o exterior y ha de recibirse en
condiciones adecuadas.
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TRIPULACIÓN DEL BUQUE
La tripulación cómo bien se sabe es el conjunto de personas enroladas a bordo de un
buque dedicadas a la maniobra y servicio del mismo. Debajo se estable la relación de
los tripulantes que suele haber en el “Suar Vigo”.
CUBIERTA
Capitán
Primer oficial de cubierta
Segundo oficial de cubierta
Tercer oficial de cubierta
MÁQUINAS
Jefe de máquinas
Primer oficial de máquinas
Segundo oficial de máquinas
Tercer oficial de máquinas (Opcional)
Primer engrasador (Calderetero)
Segundo engrasador
MARINERÍA
Contramaestre
Primer marinero
Segundo marinero
Tercer marinero
Mozo
FONDA
Cocinero
Camarero
ALUMNOS
Alumno/s de máquinas o puente
OTROS
Armador, familiares e invitados.
Tabla 3: Tripulación y pasaje del buque
MEDIOS DE SALVAMENTO
-
Dos botes salvavidas totalmente cerrados de 33 personas cada uno.
Cuatro salvavidas insulflables, dos de ocho plazas cada uno y dos de veinticinco
personas cada uno.
Un bote de rescate de seis plazas.
Dos aros salvavidas con luces de encendido automático y señales fumígenas.
Cuatro aros salvavidas con luces de encendido automático
Dos aros salvavidas
Dos aros salvavidas con rabizas de treintaicuatro metros.
Tres aros salvavidas con luz de encendido automático y cabo guía.
Treinta chalecos salvavidas en los alojamientos.
Tres chalecos salvavidas en la enfermería.
Ocho chalecos salvavidas en la caja sobre cubierta.
Dos chalecos salvavidas en el puente de gobierno.
Dos chalecos salvavidas en la cámara de máquinas (en el control).
Tres trajes de inmersión (personal bote de rescate).
Una radiobaliza satelitaria.
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-
Dos respondedores de radar.
Tres radiotelescopios portátiles VHF, del sistema GMDSS.
Cuatro escalas de embarco para el servicio de los botes y balsas salvavidas.
Tres escalas para el acceso del práctico.
Material reglamentario para señales y pirotecnia.
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SISTEMA DE PROPULSIÓN DEL BUQUE
Cómo dije, el buque es un Ro-Ro, movido por dos motores de velocidad semi-rápida, de
simple efecto, cada uno con su reductora, generador de cola, eje y hélice de paso
variable.
El par y empuje de la hélice depende de la velocidad del buque, el régimen de giro, el
paso y la deflexión del timón.
La resistencia al avance del casco depende de la velocidad del buque, su calado y
trimado, su puntal, profundidad del agua, condiciones meteorológicas relacionadas con
las olas y vientos y grado de suciedad del casco.
Fig. 3: Vista de los dos motores principales MAN, con el virador engranado para virar
el motor
La hélice de proa puede manejarse a distancia desde el puente y es de paso variable. Se
le suministra energía desde las barras principales y normalmente se usa en las
maniobras en puerto, por lo que se le da la corriente mediante los MM.AA.
La posición del timón se regula mediante un piloto automático. Las bombas del timón
suministran la energía necesaria para moverlo.
Descripción general de los motores principales
El motor 40/54 es un motor en línea de 4 T, semi-rápido, sobrealimentado, utilizado
tanto como generador de energía en la propulsión naval así como en centrales
estacionarias.
Los motores principales cada uno propulsan el buque mediante una hélice de paso
variable, capaces de usar distintas calidades de combustible. Tienen un mando a
distancia y un control central para el funcionamiento sin vigilancia. El cárter del
cigüeñal carece de cámaras de agua.
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Esquema 1: Elementos principales fijos del motor
Fig. 4: Sección transversal del motor
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INFORMACIÓN SOBRE POTENCIA Y CONSUMO
Motor
9L 40/54
Número de fábrica
1 120 154
Turbosobrealimentador
NA 40/S
Procedimiento de sobrealimentación
Funcionamiento por presión dinámica
Peso total del motor
110 tn
Según ISO 3046/l
Potencia constante al MCR
6480 kW
Temperatura del aire
45 ºC
Presión del aire
1 bar
Número de r.p.m
550 r.p.m
Presión eficaz media
23,15 bar
Presión de encendido
190 bar
Velocidad media de los émbolos
9,9 m/s
Relación de compresión
14,2
Consumo de HFO
181 g/kW·h
Consumo de aceite lubricante
6,5 kg/h
Datos técnicos
Diámetro de los cilindros
400 mm
Carrera
540 mm
Cilindrada por cilindro
67,86 dmଷ
Distancia entre cilindros
700 mm
Secuencia de encendido
Dextrogiro
1-6-3-2-8-7-4-9-5-1
Levogiro
1-5-9-4-7-8-2-3-6-1
Tabla 4: Características de los motores
El motor en línea 40/54 se compone, en lo esencial, de elementos estáticos tales como la
caja del cigüeñal, las camisas del cilindro y las culatas, y de elementos movidos, tales
como son el eje del cigüeñal con émbolo, la propulsión por ruedas y árbol de levas así
como el accionamiento de las bombas de combustible y de las válvulas. El
turbosobrealimentador MAN B&W sirve para la compresión del aire fresco y para el
transporte del gas de escape.
EL REGULADOR DEL MOTOR
El sistema de regulación consta de un elemento principal que es el regulador, más una
serie de elementos adicionales que se encargan de transmitir a y desde éste las señales
de velocidad y carga del motor.
El Regulador tiene por objeto mantener el valor de la velocidad angular media del
cigüeñal a pesar de las variaciones de carga.
Generalmente utiliza la fuerza centrífuga que tiene como origen el movimiento de
rotación de dos masas, y que tiende a separarlas del eje venciendo la acción antagonista
de varios muelles y del propio peso de las masas.
Su principio está basado en las fuerzas de inercia y variaciones de velocidad de la
máquina, con la consiguiente aceleración que se induce en las masas dispuestas al
efecto.
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Existen distintos tipos de reguladores en el mercado, limitadores de velocidad,
velocidad constante y velocidad variable. Los motores MAN que monta el “Suar Vigo”
tiene cada motor un regulador de velocidad constante que le permite mantener la misma
velocidad (aproximadamente 500 r.p.m) independientemente de la carga del motor (par
resistente)
Sistema regulador de las revoluciones y de la potencia (electrónico-hidráulico)
En el “Suar Vigo” el regulador es electronico-hidráulico. Para su actuación hay, de
forma radial, tres receptores de impulsos respecto a la rueda de accionamiento del árbol
de mando, dos de los cuales suministran el valor real del número de revoluciones al
aparato de regulación electrónico. El tercero sirve para controlar las revoluciones del
motor para la parada de emergencia.
En el regulador electrónico se evalúa la diferencia entre el valor real y el valor teórico
de las revoluciones. Como resultado se transmite una señal correctora en forma de una
magnitud eléctrica al accionador, dónde se transforma con un convertidor
elctrohidráulico en la fuerza requerida para la regulación del varillaje.
Sistema regulador de las revoluciones y de la potencia (mecánico-hidráulico)
Para no alargar la explicación y evitar una extensa lectura sólo indicaré que este
regulador funciona mediante la fuerza centrífuga. Éste sistema se usa al fallar el
anterior, en casos de emergencia. La fuerza de las pesas centrífuga intenta elevar una
corredera de distribución, mientras que la fuerza del resorte del regulador de
revoluciones se opone a dicho movimiento. Cuando el motor marcha aun número de
régimen de revoluciones constante, se compensan las fuerzas y las pesas centrífugas se
encuentran en una posición vertical. Cualquier modificación del equilibrio de fuerzas
ocasiona un movimiento de la corredera de distribución. Este movimiento se transforma
en un movimiento giratorio, con el cual se mueven las varillas reguladoras de las
bombas de combustible
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EL SISTEMA DE AGUA SALADA
Este sistema dispone de tres bombas de accionamiento eléctrico, dos principales y una
auxiliar (en condiciones normales dos irán en funcionamiento y la otra en reserva). El
agua salada es aspirada de las tomas de mar a través de los filtros. La descarga de las
bombas va a dos intercambiadores de calor, los cuales están conectados en paralelo.
Uno es de alta temperatura y el otro de baja temperatura.
Las bombas de agua salada pueden usarse también cómo bomba de achique de
emergencia. A tal efecto, existe una línea independiente de aspiración (señalada con el
volante de la válvula en rojo). El sistema de agua salada consta también de dos bombas
rociadoras de espacios de carga y dos bombas de baldeo y contraincendios.
Fig. 5: Limpiando una de las tomas de mar
SISTEMA DE TRASIEGO DE HFO
El sistema de trasiego de combustible pesado incluye seis tanques almacenes (9 Br- 9Er,
13Br-13Er, 4Br-4Er), dos tanques de reboses (uno para el D.O y el otro para el HFO)
una bomba de trasiego y las líneas de tubos necesarias. La bomba de trasiego (hay dos,
una en reserva) aspira, normalmente, combustible de los tanques almacenes, mientras
que la descarga la puede hacerla a los tanques de sedimentación o a los mismos tanques
almacenes.
Los tanques almacenes son calentados por vapor1. La transferencia de calor es
proporcional a la presión del vapor y el caudal, la cuál es constantemente controlada por
unas válvulas. Si se corta la circulación de vapor, los tanques almacenes se enfriarán
lentamente. La resistencia del combustible pesado en las líneas por donde pasa depende
de la temperatura. A menos temperatura mayor resistencia ofrece.
Las líneas de entrada de los tanques de rebose son las siguientes:
• Rebose del tanque de sedimentación y de servicio diario de HFO.
• Rebose del tanque de servicio diario de D.O.
Alarmas disponibles:
• Alto/bajo nivel de los tanques almacenes (100%).
1
Se regula a la salida puesto que el acceso a las válvulas de entrada es más complicada.
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EL SISTEMA CENTRALIZADO DE AGUA DULCE
El sistema de refrigeración de agua dulce está divido en dos subsistemas:
•
•
Sistema de baja temperatura
Sistema de alta temperatura
El sistema de baja temperatura de agua dulce refrigera todos los equipos auxiliares tales
como:
• Compresores.
• Reductoras.
• Sistema de la bocina.
• Sistema de la hélice de paso controlable.
• Sistema de refrigeración del aire de sobrealimentación del MM.PP.
• Refrigeración del aceite de lubricación y de las partes del motor.
• Línea de ejes.
Las tres bombas principales de agua dulce de baja temperatura (normalmente dos están
en funcionamiento), bombean agua dulce2 a través de los enfriadores mencionados
anteriormente. La bomba auxiliar de agua dulce de B.T. se usa en casos especiales y de
emergencia.
El agua dulce de alta temperatura refrigera la parte de alta temperatura del motor (culata
y refrigeración de las toberas de los inyectores). Parte del calor sustraído en el motor
principal se usa para generar agua dulce destilada.
El agua refrigerante llega a la camisa del cilindro a través de una tubería que está unida
a un componente denominado “el anillo de apoyo”. El agua enfría la parte superior de la
camisa del cilindro, pasa por una serie de taladros hasta las cámaras de refrigeración de
la culata.
Fig. 6: Esquema de la camisa
Cuándo se para los motores en puerto, es necesario hacer pasar el agua dulce de alta
temperatura a través de un pre-calentador eléctrico.
2
La absorben desde los enfriadores hacia el sistema.
18
REFRIGERACIÓN BIELA-ÉMBOLO
El émbolo se refrigera con aceite, mediante una serie de taladros. Así se controlan las
temperaturas de tal manera que pueden dominarse los esfuerzos térmicos generados,
evitando a la vez la corrosión cuándo el motor está parado. El aceite refrigerante se
subministra a través de la biela. Se hace pasar el aceite refrigerante de la biela oscilante
a la parte superior del émbolo con la ayuda de un embudo de alojamiento elástico, el
cual se desliza sobre el contorno exterior del “ojo de biela”.
Fig. 7: Esquema del pistón y biela
LOS TANQUES DE SERVICIO DIARIO DE COMBUSTIBLE
Los tanques de servicio diario de HFO (hay dos, uno en proa y el otro en popa),
abastecen de combustible pesado limpio al motor principal. Se rellena mediante las dos
purificadoras de fuel-oil, las cuales aspiran, normalmente de un único tanque de
sedimentación. Las depuradoras pueden aspirar del tanque de servicio diario para
“repurificar”.
El tanque de servicio diario de diesel-oil abastece a los MM.AA y a la caldereta3. Podría
también hacerlo con los MM.PP. Tanto el HFO como el DO (en casos especiales), se
realiza a través del “módulo de combustible” que regula entre otras cosas la temperatura
y la viscosidad. Este combustible ligero es trasegado desde el tanque almacén de D.O
hasta el tanque de servicio diario de diesel-oil mediante la purificadora de D.O.
Fig. 8: Local de depuradoras
3
Hasta hace relativamente poco, la caldereta podía funcionar con DO o HFO. Con las nuevas normativas
más exigentes contra la contaminación atmosférica, el tanque de DO y HFO de la caldereta están
comunicados, y sólo se rellena con DO.
19
Los dos tanques de servicio diario, están equipados con calentadores de vapor. El efecto
de calentamiento es proporcional al flujo de vapor, el cual depende del grado de
abertura de las válvulas y de la presión de vapor.
La temperatura del combustible en los tanques de servicio diario depende del vapor del
calentamiento, de la pérdida de calor al ambiente y de la temperatura de los fluidos
enviados por la purificadora, o de los retornos.
Las purgas y las bandejas de los tanques de sedimentación y servicio diario van al
tanque de lodos. El tanque de servicio diario de HFO tiene líneas de retorno desde el
sistema de alimentación de combustible del motor principal, mientras que al tanque de
servicio diario de D.O retorna el combustible de los MM.AA y de la caldereta.
El sistema tiene alarmas por:
• Alto/bajo nivel de HFO en el tanque (ambos tanques 30,7 – 4,6 m3)
• Alto/bajo nivel de D.O en el tanque
• Alta/baja temperatura de HFO en el tanque (40 – 100 ºC)
• Alta/baja temperatura de D.O en el tanque
TANQUES DE SEDIMENTACIÓN DE HFO
Una bomba de trasiego de HFO (hay otra en reserva) se encarga de enviar combustible
pesado desde los tanques almacenes al tanque de sedimentación. La bomba de trasiego
se deberá arrancar siempre que exista un tanque de sedimentación con bajo nivel.
El tanque de sedimentación tiene una línea para que la purificadora de HFO pueda
aspirar combustible del tanque de sedimentación, purificarlo (en este buque no puede
descargarlo al mismo), y enviarlo al tanque de servicio diario de HFO.
El calentamiento con vapor del tanque de sedimentación es por medio de unas válvulas.
Si la temperatura del fuel en los tanques de sedimentación es demasiado baja la bomba
de alimentación de la purificadora tendrá dificultades de aspiración.
En el tanque de sedimentación el agua que pueda contener el HFO trasegado desde los
tanques almacenes se separa del combustible debido a la fuerza de la gravedad actuando
sobre líquidos de distintas densidades, ocupando el agua la parte más baja de los
tanques debido a su mayor densidad respecto al fuel-oil. Esta agua de la parte baja del
tanque puede ser eliminada manualmente mediante las válvulas de purga, enviándola al
tanque de lodos.
Las alarmas disponibles son:
• Alto/bajo nivel del combustible (65 – 10 m3)
• Alta/baja temperatura en los tanques (100 – 45 ºC)
SISTEMA DE LUBRICACIÓN PRINCIPAL
Los motores son de cárter seco, recogiéndose el aceite en un tanque de servicio diario
situado debajo de éstos.
Las bombas de lubricación están protegidas con sus respectivas válvulas de seguridad
de presión que se disparan cuándo se supera un cierto valor.
20
El aceite del tanque de servicio diario se limpia usando las purificadoras de aceite y
mediante unos filtros de disparo automáticos. Los tanques, anteriormente comentados,
se pueden rellenar de aceite nuevo desde el tanque almacén por gravedad, puesto que
está más elevado.
Se puede pasar aceite de un tanque almacén a otro, cerrando la descarga al tanque de
uno de los motores, abriendo la válvula de comunicación entre circuitos y abriendo la
válvula de descarga al otro tanque.
En medio de los motores, hay un tanque denominado “tanque de aceite sucio”, que
permite guardar el aceite de los tanques de los disparos de los filtros automáticos
cuándo se quiere cambiar el aceite.
Otra cosa a comentar, es que las dos purificadoras de aceite funcionan siempre. Pero en
caso de limpieza ó avería de una de ellas es posible usar la otra, alineando
correctamente las tuberías.
Fig. 9: Filtros de disparo automáticos
El aceite lubricante se refrigera mediante los dos enfriadores circulados con agua dulce
del sistema de baja temperatura, para pasar a continuación por los citados filtros
automáticos. Los restos de los disparos de dichos filtros, se acumulan en los tanques, ya
mencionados antes, situados entre los dos MM.PP. Cada ocho horas se deberán abrir las
válvulas para su descarga hacia las purificadoras.
El nivel de los cárteres se controla manualmente sondeándolos cada día. Dichos datos se
registran para controlar su evolución.
El tanque de servicio diario se rellena cuándo éste, una vez sondeado, se comprueba que
el nivel está bajo.
Existe una alarma de alto/bajo nivel de aceite del tanque de servicio diario o cárteres.
Entrada de aceite lubricante y su recorrido
Todos los puntos de engrase del motor están conectados a un circuito común de aceite a
presión. La brida de entrada de aceite lubricante se encuentra en el lado opuesto del
acoplamiento. Desde la tubería de distribución del lado del gas de escape, el aceite llega
hasta los tirantes y los cojinetes del cigüeñal. Desde allí, el recorrido pasa por el
cigüeñal hasta el cojinete de biela y por la biela a la corona del émbolo. Desde la corona
del émbolo, el aceite retorna al cárter de aceite.
21
El turbosoalimentador, el regulador de revoluciones y las toberas pulverizadoras para
las ruedas de accionamiento de control son abastecidos con aceite a través de una
tubería en lado de acoplamiento.
Desde la tubería principal de distribución, una conexión conduce a la tubería de
distribución en el lado opuesto del gas de escape. Con esta tubería se suministra aceite a
los cojinetes del árbol de levas y de los seguidores de levas, a las bombas de inyección,
así como al balancín.
El sistema de aceite lubricante está equipado con una válvula reguladora de presión, la
cual mantiene constante la presión de aceite delante del motor independientemente de
las revoluciones del motor.
Lubricación de las camisas de cilindro
La lubricación de las superficies de rodadura de las camisas de cilindro se realiza
mediante aceite inyectado y neblina de aceite. El paquete de anillos del émbolo se
abastece de aceite desde abajo a través de los orificios de la camisa del cilindro. El
aceite se suministra desde el lado del gas de escape a través del suelo intermedio del
bastidor. Esto se realiza mediante un distribuidor de bloque que actúa de forma
hidráulica, al que se alimenta el aceite a través de una bomba de alimentación desde la
tubería de entrada.
Válvula de ventilación de los cárters
La conexión de ventilación del cárter de cigüeñal se encuentra en el lado superior del
cárter del cigüeñal. La conexión con la pieza perfilada montada en la misma sirve para
la compensación de la presión respecto a la atmósfera. Las sobrepresiones en el cárter
del cigüeñal se reducen elevando el casquillo de la válvula de curvado. Por otro lado,
dicha válvula impide la entrada de aire en caso de un incendio en la cámara de
máquinas. El aceite de fuga, se retorna al cárter del cigüeñal.
SISTEMA DE AIRE DE ARRANQUE Y COMPRESORES DE AIRE DE
ARRANQUE
Aunque en líneas generales ya se ha comentado, el sistema consta de un par de botellas
para el aire de arranque para el MM.PP y una botella de aire de arranque para los
MM.AA y otra para los servicios generales. Ocurre, sin embargo, que con las botellas
de aire de arranque del motor principal también se puede arrancar los MM.AA. Por otro
lado, este sistema consta de tres compresores, dos son los principales que pueden llenar
las dos botellas principales y la auxiliar. Finalmente hay un compresor de emergencia
(situado junto al taller) con el que se puede llenar sólo la de emergencia. A la salida de
dicha botella, hay líneas que permiten comunicar ésta con las otras tres botellas.
Todos los compresores están dotados de una bomba acoplada de aceite para el engrase
de las mismas. A la descarga llevan enfriadores, circulados con agua dulce dotados de
una purga para eliminar las posibles introducciones de aire.
Se deben purgar a menudo, por ejemplo como rutina diaria, las botellas para eliminar el
agua de condensación. Esto se realiza mediante unas válvulas situadas en su parte
inferior que permiten la descarga del agua a sentinas.
22
EL MÓDULO DE COMBUSTIBLE
Generalidades
El módulo de combustible es un equipo que permite obtener y mantener unas
temperaturas y viscosidades adecuadas del combustible.
El HFO entra al módulo y pasa a través de uno de los dos filtros. Seguidamente se
dirige a una de las bombas tipo “Feeder” y posteriormente por el filtro automático.
Entonces el combustible se acumula en el tanque de mezcla. De este pasa a la bomba
tipo “Booster”, antes de atravesar el calentador (vapor). Finalmente un viscosímetro “le
da permiso” para ser utilizado por el MM.PP.
El tanque de mezcla posee un drenaje de agua y un retorno del MM.PP.
Explicación detallada
De los tanques de servicio diario para el HFO y DO sale una tubería que va al grifo de
tres pasos. Desde éste, el combustible fluye a través de los filtros dobles a las bombas
de alimentación y a través del flitro automático o del filtro de reserva al depósito
mezclador. Sigue el paso por la bomba para aumentar la presión, el precalentador final,
el aparato de regulación y medición de la viscosidad y el filtro doble a la tubería de
distribución del motor.
Con el grifo de tres pasos se conmuta del servicio de gasoil al servicio con HFO o
viceversa. La tubería de retorno y las dos válvulas de cierre permiten el retorno de
gasoil al tanque de servicio diario de D.O. Existe una válvula de regulación de presión
que permiten ajustar la presión del sistema. Cuándo el motor está fuera de servicio y se
ponen en funcionamiento las bombas de alimentación se devuelve toda la cantidad a
transportar a través de dicha válvula hasta llegar al lado de aspiración de las bombas. En
este proceso, el refrigerador instalado en la tubería de retorno impide un calentamiento
excesivo del combustible.
Con el filtro automático, existe un filtro de servicio, que sólo debe usarse cuándo falla el
primero. Tras el cambio de gasoil a HFO, el gasoil que se encuentra en el recipiente se
mezcla en el depósito mezclador con el aceite pesado que aún fluye, hasta que sólo haya
aceite pesado en el sistema. Lo mismo ocurre en el orden inverso, al cambiar de HFO a
DO. De este modo se consigue que el paso de un combustible a otro y el cambio de
temperatura ligado a este combustible se efectúen lentamente. Además, en la puesta en
marcha, se acumula en el depósito mezclador la mezcla de gas-aire que se encuentra en
el sistema. Mediante un interruptor de flotador que dispara a tiempo la alarma, se indica
la necesidad de la evaluación manual de gases del depósito mezclador. El precalentador
final y el aparato de regulación y medición de la viscosidad sirven en el servicio con
aceite pesado para mantener la temperatura necesaria del combustible.
El motor sólo consume parte del combustible transportado. En el caso de servicio con
HFO, la parte sobrante retorna al tanque de mezcla a través de una tubería de retorno.
En caso de un servicio prolongado a DO, las válvulas de cierre deben conmutarse de tal
manera que el DO sobrante vuelva a través de la válvula reguladora de presión y la
tubería de retorno al depósito de servicio de DO. De este modo, se puede evitar que se
produzca un calentamiento del DO por encima de los niveles permitidos.
23
El grifo de tres pasos y la tubería de barrido permiten barrer con gasoil el aceite pesado
presente en el sistema. Para ello, el grifo de tres pasos se ajusta para el servicio de DO y
el grifo de tres pasos para barrido, y se mantiene en servicio una bomba hasta que el
sistema quede lleno de DO. En este proceso se conduce el combustible que sale al
recipiente de servicio para el HFO.
Fig. 10: Esquema del módulo de combustible
Entrada y retorno del combustible
La alimentación del combustible al motor se efectúa a través de una tubería colectora
dispuesta en el lado opuesto del gas de escape. Dese esta tubería se lleva el combustible
hasta las bombas de inyección. El combustible sobrante se recoge en una tubería
colectora de retorno.
24
Las tuberías colectoras de combustible se calientan con la tubería de alimentación de
vapor, que se encuentra en medio.
PRINCIPIOS Y DESCRIPICIÓN DE LAS PURIFICADORAS
La calidad de los combustibles y lubricantes es de vital importancia para el
comportamiento y durabilidad de las máquinas y, por lo tanto, en la operatividad de los
buques.
En un buque las condiciones de trabajo son más severas que las de
industrial terrestre. En primer lugar, por el medio hostil en que se
circunstancia que contribuye a aumentar la contaminación de los
lubricantes. En segundo lugar, tiene gran influencia la movilidad
contribuye a la uniformidad de la calidad de los suministros.
una explotación
mueve, la mar,
combustibles y
del buque que
Los combustibles de procedencias y calidades diversas, según las factorías, aún cuando
sean originariamente de la máxima garantía, sufren tantas manipulaciones desde que
salen de la destilería hasta que son quemados en la máquina, que frecuentemente
contienen cantidades considerables de agua, cloruro sódico, sílice, óxidos metálicos,
etc., cuyos efectos sobre el funcionamiento y vida de los diversos órganos de las
máquinas son notables.
Los lubricantes, por el contrario, llegan directamente al buque en bidones precintados
por el fabricante pero, en cambio, recogen y acumulan en los circuitos que recorren a
bordo gran cantidad de materias extrañas procedentes de tanques, tuberías, etc., así
como residuos de la combustión de los motores, agua de los sistemas de obturación (por
ejemplo la bocina), etc. Con esta contaminación las características de los aceites se ven
disminuidas y afectarán al funcionamiento de las máquinas y dispositivos. Por otra
parte, la gran cantidad de aceite en servicio en una planta propulsora y en los equipos
auxiliares hace económicamente prohibitivo su cambio frecuente.
Resulta, por tanto, que los combustibles y lubricantes en los buques están contaminados
con materias extrañas que perjudican su calidad. Estas materias extrañas son necesarias
eliminarlas por medios adecuados y eficaces. Existen dos medios para separar fluidos o
fluidos de partículas sólidas, uno es por gravedad y otro es por fuerza centrífuga. El
primero es lento y no siempre es eficaz, pero es económico, el segundo es rápido y
continuo, pero es más costoso que el anterior. Ambos se basan en el mismo principio,
regida por la ley de Stokes, en la que no voy a centrarme.
La separación por gravedad ha sido utilizada desde hace miles de años, pero es un
procedimiento lento que requiere tiempo y exento de movimientos. En general en los
buques suelen “depurar” tanto el L.O, como el D.O como el HFO mediante dos tipos de
“depuradoras”, las “purificadoras” y las “clarificadoras”. Las primeras separan líquidos
de distintas densidades y las segundas se usan cuándo se desea eliminar los sólidos en
suspensión en un líquido exento de agua. Para tal fin se usa un dispositivo denominado
diafragma de un diámetro interior menor. Normalmente una sola depuradora puede
realizar ambas funciones cambiando dicho dispositivo.
25
Funcionamiento
Como ya es sabido, si se deja decantar cierta cantidad de aceite sucio o contaminado en
un tanque, el agua y las partículas sólidas en suspensión se separan lentamente
depositándose en el fondo del recipiente. En cambio, si el aceite contaminado está
sometido a una fuerza centrífuga, el aceite permanecerá en la zona central, el agua en
una zona más exterior y las partículas sólidas se irán a la pared del recipiente.
Fig. 11: Explicación básica del funcionamiento de depuración
La ventaja de las depuradoras centrífugas es que la velocidad de sedimentación de las
partículas será mucho mayor en una centrífuga que en un campo gravitatorio.
Fig. 12: Explicación más desarrollada del funcionamiento de depuración.
En realidad una depuradora de un buque es algo más complicado que el esquema
anterior pero el principio de funcionamiento es el mismo. La depuradora de mi buque es
de discos cónicos centrífugos, tales como los que se muestran en la siguiente figura:
Fig. 13: Los platos o discos
26
La fase pesada, así como las impurezas sólidas caminan a lo largo de la cara inferior de
los discos intermedios empujados, debido a su densidad, por la fuerza centrífuga. Al
alcanzar el borde de los discos, la fase pesada es repelida hacia lo alto y los sólidos
proyectados directamente sobre la pared en donde se acumulan hasta que procede a su
extracción. La fase ligera es empujada hacia el centro de los discos intermedios. Cuando
alcanza el borde superior de los discos, se escapa hacia lo alto y sale por el orificio
adecuado. (Véase la siguiente figura)
Fig. 14: Funcionamiento básico de los platos
La bola clarificadora pudiera tener una sola salida como muestra la siguiente figura. El
líquido que deba separarse se conduce desde el distribuidor a los espacios entre los
platos. Las partículas pesadas son conducidas por la acción de la fuerza centrífuga a lo
largo de la superficie inferior de los platos hacia la periferia de la bola, donde se
depositan contra la pared. El líquido continúa hacia el centro de la bola y descarga por
la tapa de la depuradora.
Fig. 15: Esquema básico de la bola
Sin embargo, la bola purificadora tiene dos salidas. La mezcla líquida que deba
separarse se conduce desde el distribuidor a los espacios entre los platos, donde los
27
líquidos se dividen por la acción de la fuerza centrífuga. El líquido pesado juntamente
con las partículas sólidas fluyen a lo largo de la superficie inferior de los platos hacia la
periferia de la bola, donde las partículas sólidas se depositan contra la pared. El líquido
pesado continúa a lo largo de la superficie del plato superior hacia el cuello de la tapa de
la bola donde se descarga por el paso exterior. El líquido liviano se desplaza a lo largo
de la superficie superior de los platos hacia el centro de la bola y descarga por el agujero
en el cuello del plato superior por el paso interior.
Fig. 16: separación de líquidos de distinta densidad y sólidos
Por lo que aquí se han separado líquidos de diferente densidad y sólidos.
Sellado de la “bola”
En una bola purificadora la llamada obturación líquida impide al líquido liviano pasar
por el borde exterior del plato superior, es decir, por el paso exterior. Por lo tanto, antes
de alimentar el líquido que deba separarse, la bola se debe llenar de líquido de cierre
(agua). Este líquido es enseguida desplazado hacia la periferia a la llamada zona neutra
entre el líquido liviano y el pesado. La posición de la zona neutra depende por un lado
de la relación entre los pesos específicos de los dos líquidos, y por otro del diámetro de
las salidas exterior e interior (se controla mediante el diafragma).
Regulación de la zona neutra
La bola purificadora puede adaptarse para separar mezclas líquidas con diferentes
relaciones de peso específico mediante el cambio de diámetro de la salida para el
líquido pesado, D2. Cuando más pesado o más viscoso es el líquido liviano y cuanto
mayor es la alimentación del líquido, tanto más pequeño debe ser el diámetro.
28
Por ello, la depuradora centrífuga se provee de varios discos reguladores con distintos
diámetros de agujero. La elección del fluido que se desea que sea más puro y las
proporciones entre sus cantidades, sirven de norma para la colocación de la zona neutra.
Si se desea que el líquido ligero esté más exento del líquido pesado, se debe colocar la
zona neutra hacia la periferia de la bola, pero no tan alejado del eje de la máquina que se
rompa la obturación líquida, caso de elegir un disco regulador demasiado grande.
En cambio, si se desea que el líquido pesado esté más exento del líquido ligero, se debe
de colocar la zona neutra hacia el centro de la bola, pero no tan cerca del eje de la
depuradora como para provocar que el líquido ligero se contamine con el pesado, en el
caso de elegir un disco regulador demasiado pequeño. En la siguiente figura se muestra
una depuradora con un disco regulador apropiado. La zona neutra, D3, entre el aceite
(fluido ligero) y el agua (fluido pesado) está bien regulada.
Diafragma apropiado
Diafragma inapropiado
Fig. 17: Tipos de diafragmas
29
Fig. 18: Tipos de diafragmas y depuradora con la presión de salida del aceite bien
regulada
Fig. 19: Ejemplo de un diafragma o disco regulador
Además de regular la zona neutra por la elección del disco regulador también se puede
regular por medio del control de la presión de salida del fluido ligero.
30
Selección del disco regulador y del anillo de nivel
Para escoger el anillo de nivel y el disco regulador adecuado para la bola se debe de
tener en cuenta si la depuradora va a funcionar como purificadora o clarificadora.
Existen unas tablas suministradas por el fabricante que permiten elegir el diámetro del
disco a partir de la temperatura y densidad del combustible.
Descarga de fango
Como se ha dicho, debido a la fuerza centrífuga, las partículas sólidas que entran en la
depuradora se dirigen a la pared de la bola. Cada cierto tiempo se hace necesario
realizar la descarga de fango o disparo de la depuradora que es una limpieza interior de
la bola. Esta operación puede ser manual o automática.
Esta descarga de fango se efectúa a través de un número de aberturas en la pared de la
bola. Entre las descargas estas aberturas se mantienen cerradas por el llamado fondo
deslizante, “a”, que constituye el fondo interior en el espacio de separación. El fondo
deslizante es presionado hacia arriba contra un anillo obturador, “b”, por la presión de
líquido ejercida sobre la parte inferior de éste. Dicha presión se produce durante la
rotación por acción de la fuerza centrífuga y aumenta con la distancia desde el eje de
rotación. El líquido de maniobra ejerce una presión hacia arriba mayor que la presión
antagonista hacia abajo del líquido a tratar, debido al hecho que la parte inferior del
fondo deslizante tiene una superficie bajo presión más grande, R1, que su parte superior,
R2. La alimentación de líquido de maniobra se realiza en la parte inferior de la bola a
través del disco de impulsión. El llenado a través del disco impulsor se efectúa por
debajo de la bola que mantiene allí el nivel del líquido de maniobra constante, R3. Esta
alimentación de líquido de maniobra por el tubo interior estrecho se efectúa también
durante el ciclo de descarga, pero no influye mucho y por lo tanto no ha sido marcada
en éstas.
Fig. 20
Como se aprecia en la siguiente figura, el líquido de maniobra se alimenta a través del
tubo exterior, más grueso de manera que fluye por el borde inferior de la cámara de
impulsión, R4, donde continúa a través de un paso hasta la parte superior del fondo
deslizante de maniobra, “c”. Entre las descargas la corredera de maniobra se fuerza
hacia arriba por medio de los resortes en espiral. La corredera de maniobra es ahora
presionada hacia abajo por la presión que ejerce el líquido en ese espacio y abre
31
entonces las válvulas de descarga, “d”, del espacio existente debajo del fondo
deslizante, “a”, de forma que el líquido de maniobra se descarga.
Fig. 21
Cuando la presión en el líquido de maniobra disminuye en la parte inferior del fondo
deslizante, “a”, éste se desliza hacia abajo y abre, de forma que el fango sale fuera de la
bola a través de las aberturas en la pared de la bola. El líquido de maniobra en la parte
superior del fondo deslizante de maniobra se descarga por la boquilla, “g”. Esta boquilla
está siempre abierta, pero es tan pequeña que la corriente de fluido entrante sobrepasa
esa pérdida.
Fig. 22
Los resortes en espiral vuelven a forzar hacia arriba el fondo deslizante de maniobra,
“c”, de forma que se cierran las válvulas de descarga, “d”. El líquido de maniobra se
alimenta a través del tubo exterior, más grueso, pero solo lo suficiente para pasar al
espacio existente debajo del fondo deslizante, de modo que éste es presionado hacia
arriba cerrando la bola.
32
Fig. 23
Una vez que ya se ha realizado el disparo de la depuradora, para volver al estado inicial
o al proceso normal de funcionamiento, se cierra la entrada exterior de alimentación del
líquido de maniobra permaneciendo abierta la interior.
SISTEMA DE LA PURIFICADORA DE HFO
La purificadora de HFO limpia el combustible pesado de los tanques de sedimentación
y lo descarga al tanque de servicio diario.
El flujo de alimentación a la depuradora es subministrado por una bomba independiente.
En caso de que la purificadora se averíe, esta puede ser derivada y puede usarse la otra
purificadora. En condiciones normales, la bomba de alimentación hace que el fuel-oil
pase por el calentador y después entre a la purificadora. Si la temperatura no es correcta,
entonces recircula.
Si la temperatura del combustible es la correcta y la purificadora alcanza su velocidad,
ésta puede ponerse en servicio.
Los lodos y el drenaje de los disparos van a un tanque de lodos común para todas las
purificadoras.
Alarmas de la purificadora:
• Error colectivo de la CPU del programador
• Error de pila
• Problemas de alimentación eléctrica.
• Estado operativo RUN/STOP de la CPU
• Caída de presión a la salida transcurrido un tiempo de retardo.
• Aumento de presión a la salida transcurrido un tiempo de retardo.
• Aumento de cantidad de líquido en la salida del agua
• Alarma por elevadas vibraciones.
EL GENERADOR DE AGUA DESTILADA O TAMBIÉN EVAPORADOR
Las grandes fuentes de calor desechable pueden ser utilizadas conectando un generador
de agua destilada al sistema de refrigeración de los cilindros del motor principal. Ésta
sala de máquinas cuenta con un evaporador de agua destilada que puede aprovechar las
fuentes de calor desechable.
33
El funcionamiento es el que sigue: Una cantidad de agua de mar es canalizada hacia el
evaporador dónde es calentada. La alimentación de dicha agua se evapora en
condiciones de vacío para reducir la temperatura de evaporación. El vacío permite
fuentes de calor de baja temperatura. Dicho vacío se consigue por medio de un eyector
de vacío por el que circula agua salada impulsada por la misma bomba de alimentación
del generador.
Existe un analizador de salinidad, el cuál controla que el agua destilada generada vaya a
los tanques de agua destilada cuando la salinidad es baja, mientras que si ésta sube por
encima de un límite, recircula por el evaporador mediante una válvula solenoide.
El límite por el cual la alarma de “Elevada Salinidad” se dispara puede ser regulada.
Pero se debe tener cuidado al hacer esta maniobra porque podemos contaminar tanques
y la caldera por cloros.
La principal alarma del generador de agua destilada es por alta salinidad.
Fig. 24: Mirilla del evaporador
Arranque del evaporador:
1. Desde la sala de control, a través del ordenador, se abre la válvula de descarga al
mar.
2. La alarma del evaporador se mantendrá en “OFF” hasta que éste no esté
produciendo agua destilada
3. Manualmente abrimos la válvula de aspiración a la bomba del evaporador.
4. Permitimos el acceso del agua salada al evaporador abriendo el resto de
válvulas.
5. Arrancamos la bomba del eyector de vacío, hasta conseguir la depresión
nominal.
6. Permitimos el paso de parte del agua de los cilindros abriendo la válvula de
acceso. Desviamos el agua de los cilindros hacia el evaporador mediante una
válvula, que se cierra entre 27 y 31 vueltas, de acuerdo con la carga del motor y
la temperatura exterior del agua del mar.
7. Cuando la temperatura del evaporador ha alcanzado los 45-50ºC arrancamos la
bomba de agua destilada y ponemos en “ON” la alarma.
8. La temperatura del agua de los cilindros a la entrada del evaporador es de
aproximadamente 90ºC y a la salida de éste es de aproximadamente 60ºC.
34
Fig. 25: Recogiendo una muestra de agua del evaporador para su posterior análisis
CUADROS ELÉCTRICOS
La distribución eléctrica del buque se agrupa en dos secciones separadas de barras de
fases.
•
•
Las barras nº1 son alimentadas por un MM.AA y/ó un generador de cola.
Las barras nº2 son alimentadas por un MM.AA y/ó un generador de cola.
Las barras están normalmente aisladas mediante un interruptor de fases, navegando (es
decir, con los dos colas suministrando energía), las barras de la interconexión están
separadas. Por lo que cada generador de cola alimenta a una banda del buque.
Esto hace que los dos MM.AA estén en automático, así, en el supuesto que un
generador de cola falle, automáticamente entre el MM.AA de esa banda.
Fig. 26: Vista de uno de los motores auxiliares
35
Salida del puerto
1. Pulsamos “START” para arrancar el MM.AA”. Automáticamente, los dos
motores entran en “barras” y se conectan ambos lados del buque. Seguidamente
se pulsa el botón “MANUAL” a ambos motores.
2. Cuándo nos den “listos de máquinas” seleccionamos un cola, por ejemplo, el de
babor y separamos las barras poniendo en posición 5 el selector
“interconexionado de barras” y “desconectamos barras”. Entonces
seleccionamos “cola babor”. Esto se hace con la posición 4. Cuándo el
sincronoscopio esté en posición de equilibrio, es decir, se sitúe en el centro,
pulsamos el botón verde de “conectar cola babor” y rápidamente y sin demoras,
pulsamos el botón rojo de “desconectar auxiliar babor”.
3. Con el otro cola, se efectúa el mismo procedimiento.
Fig. 27: Los cuadros eléctricos principales
Entrada en el puerto
1. Nos situamos que el auxiliar que queremos arrancar, por ejemplo, es el de babor.
2. Pulsamos el botón “START” del motor auxiliar, cuándo éste haya alcanzado sus
r.p.m nominales y se escuche el “Clack” (ruido que hace la barra cuándo ésta
conecta) nosotros pulsaremos el botón rojo de “desconectar cola babor”.
Recordar que ambos (cola y auxiliar) no pueden trabajar juntos a la vez.
3. Se realiza lo mismo con el motor de estribor.
4. Tenemos que recordar que cómo venían trabajando ambos colas, las barras
venían separadas por lo que una vez los auxiliares estén en “barra” ponemos el
selector en posición 5, y pulsaremos en verde conectar interconexión.
Caso particular
Si por necesidades de la navegación, vamos con un MM.PP y un cola (por ejemplo el de
estribor) y queremos conectar el otro cola, se seguirán los siguientes pasos:
36
1. Arrancamos el generador auxiliar de babor. Éste entrará en barras cuándo se
escuche “clack”.
2. Desconectamos cola babor.
3. Conectamos el otro generador auxiliar de estribor. Éste también entrará en barras
cuándo se escuche “clack”.
4. Ponemos en posición 5 (interconexionado de barras)
5. Ponemos en manual ambos generdores auxiliares. Esto se realiza en el mismo
cuadro eléctrico, poniendo en uno el selector a ambos generadores.
6. Desconectar interconexión.
7. Damos al 1 y sincronizamos.
8. Conectamos el cola de estribor y desconectamos el MM.AA de estribor.
9. Situamos el selector en la posición 4 y sincronizamos.
10. Conectamos cola babor y rápidamente desconectamos el MM.AA de babor.
11. Se pulsa el botón “AUTOMÁTICO” a los dos generadores.
Nota 1: El sincronismo se realiza entre un generadorR cola y un MM.AA.
Nota 2: Cuándo estamos en puerto preparando la máquina para partir, con un MM.AA y
conectamos el otro, éste acopla automáticamente sin tener que ir al cuadro eléctrico para
nada. Lo único es que una vez acoplados, ambos se dejan en “MANUAL” para que
cuándo se esté navegando se puedan desconectar para conectar los cola.
Otros
En principio cuándo se llega a puerto los interruptores de los “Cardecks” que deberán
estar en posición “ON” son los siguientes:
•
•
•
•
•
Q-69: Cuadro chigres cardecks nº2 popa
Q-70: Cuadro chigres cardecks nº2 proa
Q-14: Cuadro chigres cardecks nº1
Q-15: Cuadro chigres cardecks y rampa interior nº3.
Q-16: Cuadro chigres cardecks nº3.
37
POZOS DE SENTINAS
Las sentinas son la parte más baja del interior del casco, a la que van a parar todas las
aguas que por cualquier causa llegan a la bodega, a los piques de proa, al local del
servomotor o a las máquinas. De la sentina parten los tubos donde en su extremo de
aspiración se encuentran unos filtros para evitar que cualquier elemento no líquido
pudiera llegar a la bomba de achique.
De este sistema también forma parte el tanque de lodos. Hoy en día está prohibido el
uso del incinerador. La bomba de sentinas es accionada por un motor eléctrico y es una
bomba volumétrica de pistones, que puede aspirar de cualquier pozo con una gran
fuerza y descargar al separador de sentinas.
Al pozo de máquinas van todos los derrames de agua, aceite y combustibles que se
producen.
Al tanque de lodos llegan las siguientes líneas:
•
•
•
Lodos de las purificadoras de HFO, DO, y LO.
Purgas de los tanques de sedimentación.
Retorno de aceite procedente del separador de sentinas.
Hay una línea que permite enviar los lodos a tierra mediante una bomba dispuesta a tal
efecto, situada al lado de las bombas de LO (de las depuradoras) y para ello lógicamente
es necesario que el barco esté parado y con la conexión a tierra puesta.
Cada día manualmente se comprueba el nivel del tanque de lodos. En caso de un
elevado nivel en las sentinas, un sensor de nivel (de boya) mandará una señal que
generará una alarma para que posteriormente se ponga remedio.
SISTEMA DE AGUA DULCE SANITARIA
El sistema consta de los siguientes tanques y bombas que se sitúan en un local a proa
del mamparo del pique de proa del buque.
•
•
•
Un tanque hidróforo de agua destilada para la habilitación (dulce) de 1000 L con
dos bombas de llenado (una de reserva).
Un tanque hidróforo de agua salada de 1000 L con sus 2 bombas de llenando
(una de reserva).
Un tanque de agua dulce sanitaria caliente con (dos bombas de circulación).
Al tanque hidróforo se suministra aire de servicio para obtener una adecuada presión en
los consumidores. Cuando el control de las bombas está en modo automático, estas
arrancan y para automáticamente para mantener el nivel y presión en el tanque. Hay
unos presostatos que permiten el arranque y parada de las bombas de agua.
El tanque de agua caliente se calienta mediante vapor o con un calentador eléctrico. En
general todos los tanques tienen válvulas de seguridad para su protección.
Otros componentes del local:
•
•
•
•
Hay un nivel óptico para conocer el nivel de los tanques.
Hay una válvula de purga para poder purgar el fondo de los tanques, sobretodo
cuándo se ha introducido “química” al sistema.
Una boca C.I con conexión internacional tipo “Barcelona”.
Detectores C.I del tipo iónicos.
38
Nota:
Los lavabos de la habilitación tienen dos válvulas, una que se denomina fluxómetro
(generalmente también se encuentra en los electrodomésticos) y la suya propia.
Todos los grifos de los baños disponen de válvulas para poder cerrar la circulación en
caso de reparación.
DESCRIPCIÓN, FUNCIONAMIENTO, PUESTA EN MARCHA Y PARADA
DEL SEPARADOR DE SENTINAS
El separador de este buque tiene la función de separar el aceite y restos de combustible
del agua que viene de los pozos de las sentinas.
La bomba del impulsor flexible aspira la mezcla agua/aceites de los pocetes de las
sentinas y la transfiere a un separador de placas coalescentes. Dicha bomba se instala
después del separador para evitar la emulsión de la mezcla agua-aceite.
El separador de placas coalescentes contiene en su interior un cajón rectangular en el
cuál ha sido colocado el paquete de placas.
Desde la cámara de compensación de la entrada, la mezcla agua/aceites se separa en dos
corrientes hacia arriba casi verticales en las que el grueso del aceite es enviado al área
de recogida de aceite.
El agua, ahora conteniendo una baja concentración de aceite formado por pequeñas
partículas, sigue a través de las placas coalescentes.
Principio físico
La estructura regular de las placas produce un flujo uniforme con muy poca turbulencia
(número de Reynolds entre 60 y 100). Dentro de los paquetes de placas, se depositan
partículas de aceite sobre el material oleolífico de las placas por gravedad. Debido a las
variaciones de velocidad en la corriente del flujo, pequeñas partículas de aceite son
coalescidas hidrodinámicamente mediante colisiones de partículas, en partículas de
aceite más grandes que entonces se separan por gravedad y son capturadas por las
placas, a través del paquete de placas, hacia la superficie. Allí es recogido y transferido
a la parte superior de recogida de aceites.
Arranque
1º
Asegurarse del llenado inicial del Separador con líquido limpio, libre de aceites, para lo cual
comprobaremos que están cerradas las válvulas de aspiración y descarga del separador y abriremos el grifo
purga de la parte superior para permitir la entrada de agua por la válvula de llenado, hasta que salga una
corriente limpia por el tubo de desagüe superior. Cuando rebose agua limpia cerraremos la válvula de llenado y
el grifo purga.
2º Abrir la válvula situada en la línea de aspiración del separador (TK. ACEITOSAS).
3º Comprobar que la válvula de descarga del Separador está abierta.
4º Arrancar la unidad colocando el Interruptor Principal en el Panel de Control en posición “1”y el
Selector de Modo de operación en posición “Automático”. Mantener presionado el pulsador de
“Descarga manual de aceite” durante medio minuto. Al soltar el pulsador el sistema se pondrá en
funcionamiento.
39
5º Abrir el grifo de toma de muestras situado en la línea de descarga de la bomba y comprobar que sale
agua a presión.
Parada
1º Abrir el grifo de purga en la parte superior de la unidad (sólo con la bomba funcionando) y cerrarlo
tan pronto como pare la bomba.
2º Tan pronto como la bomba funcione de nuevo, pare el equipo colocando el selector de modo de
operación en posición “0”y el interruptor principal en el panel de control en posición “0”.
3º Cerrar la válvula situada en línea de aspiración del separador (TK. ACEITOSAS).
EL SISTEMA DE CONTRAINCEDIOS Y BALDEO
El agua es impulsada por las bombas de contraincendios y conducidas a través de un
colector por una red de distribución que la hace llegar a todos los puntos del buque
donde se considera necesario. Estas consideraciones deben de cumplir los criterios del
SOLAS.
Baldeo (hidrantes)
Son puntos de la red de C.I. que sirven para la toma de agua mediante conexiones a las
que se acoplan mangueras del diámetro de salida, o bien elementos diversos propios del
sistema C.I.
El sistema de baldeo es anular4 distribuido de proa a popa. Se le subministra agua a
presión a través de la bomba eléctrica5 de contraincendios de emergencia (situada a proa
del buque). Dicha bomba aspira agua de la toma de mar situada en la misma proa. La
línea no es seca, sino que para una rápida actuación está permanentemente llena de
agua.
En la cámara de máquinas del “Suar Vigo”, hay otras dos bombas eléctricas, con las que
en condiciones normales subministraría presión al anillo.
El sistema anular de C.I, distribuye agua al local de depuradoras, a los MM.AA, a la
Cámara de Máquinas, y a las cubiertas de carga.
Rociadores
Este buque tiene un conjunto de rociadores de agua. El agua es aspirada de la toma de
mar de máquinas y de allí va al local distribuidor situado antes de la central hidráulica
de Estribor-Popa. En ese local, el agua se distribuye a través de un piano de válvulas
que permite dirigirla a la zona afectada. Cada válvula pertenece a una sección. Las
válvulas se deberán abrir y cerrar lentamente para prevenir golpes de ariete. Para usar el
sistema primero deberemos pulsar las botoneras de arranque de las electrobombas del
4
El sistema de distribución más eficaz es el de bucles cerrados que consiguen un adecuado equilibrio
hidráulico y facilitan el posible aislamiento de tramos con necesidad de reparación mediante válvulas de
corte distanciadas convenientemente.
5
En otros buques puede ser motorizada.
40
sistema y después deberemos abrir lentamente la/s válvula/s de la sección/es a las zona/s
de distribución. El buque se divide en treinta secciones.
Todas las válvulas se clasifican según un código de colores (verde, azul, amarillo y
rojo). Cada cubierta y/ó bodegas se divide en secciones. Por ejemplo, la cubierta
intermedia se divide en cinco secciones (la 26, 27, 28, 29 y 30).
El cámara de máquinas hay una válvula pintada en rojo y sellada que permite comunicar
ambos circuitos (el de rociadores y el de baldeo).
Una vez extinguido el fuego de una/s determinada/s sección/es, al haber introducido
agua salda en el sistema, se deberá limpiar el circuito con aire (el aire de emergencia)
dicha válvula está situada a las cercanías de la sala de control.
CO2
Otro sistema es el de CO2. Antes de activar dicho sistema hay que activar una alarma
para evacuar a las personas que pudiera haber allí. Entonces, automáticamente, el
sistema para los ventiladores y se deberá cerrar manualmente las tapas situadas en la
cubierta para estanqueizar el interior del buque.
Fig. 28: Vista en planta del local de CO2 para máquinas
Las botellas de CO2 están situadas en la popa del guardacalor en la cubierta de
intemperie. Desde allí se disparan las botellas para mandar el gas a los locales afectados.
41
Fig. 29: Vista del local de CO2 para máquinas
Fig. 30: Otro esquema de la instalación de CO2.
Hay otro circuito de CO2 en la cocina. Éste es independiente, con su propia botella
situada cerca de las gambuzas. Para activar el sistema hay un sensor de ampolla.
Pulverizadores
El agua pulverizada tiene gran efectividad en la extinción de incendios así como en la
protección. El agua pulverizada se usa para:
1. Extinción mediante enfriamiento.
2. Control del fuego y limitación de la propagación.
3. Protección contra fuegos externos. Se pulveriza agua sobre zonas cercanas al
fuego para reducir el calor.
4. Prevención del fuego.
El sistema de pulverización se controla a través del FLEXIFLOG (LO-Flow wáter mist
fire extinguishing control panel local protection system). Este sistema de
contraincendios usa agua pulverizada (niebla) para la extinción de incendios. Los
42
nebulizadores se encuentran situados encima de los MM.PP (tres por motor), los
MM.AA (dos por motor), en el local de depuradoras y sobre los quemadores de la
caldera. Para activar el sistema, unos sensores fotoeléctricos detectan la presencia de
fuego.
Una vez activada la alarma, sino se desconecta, se dispara automáticamente. El sistema
es redundante, por lo que se puede actuar sobre él manualmente.
Otros
En el taller hay un sensor de contraincendios con retardo (Fire Time Alarm). Cada vez
que se estén realizando trabajos en caliente que pudiesen desprender gases, se
desconecta el sensor a través de un reloj.
LOS REDUCTORES LGF 6665 HR KR1 y LGF 6665 HL K31
Los reductores REINTJES del tipo WGF, son unos reductores-inversores (cuyos ejes se
desplazan verticalmente) equipados con un embrague.
Tienen unas relaciones de reducción (r = 3,338) iguales tanto para la dirección de avante
cómo para la de atrás, de modo que el par es igual para ambos sentidos de la marcha.
Para cada reductor, la potencia del motor es transmitida a través del acoplamiento
situado entre el motor y el reductor. Al girar el eje de entrada, la bomba subministra
aceite para el engrase y para la conexión de los embragues.
El engrase desconectado, es alimentado constantemente con aceite de engrase. Debido
al arrastre del aceite de refrigeración centrifugado hacia el borde exterior entre las
superficies de fricción de los discos ó láminas del embrague, se produce el giro o
arrastre en vacío.
Con el embrague desconectado, las piezas secundarias, pueden girar, cuándo el
mencionado par de arrastre en vacío sea superior al par de arranque de las piezas
accionadas. El valor de dicho par de arrastre dependerá de las condiciones de servicio.
Fig. 31: Vista de una de las reductoras y generadores de cola
43
Por encima del eje motriz está situada una toma de fuerza, también denominada PTO,
sin embrague. Con el motor en marcha y el eje de entrada del reductor en movimiento,
el eje no embragable (fijo) de la toma de fuerza se mueve con independencia del
embrague hidráulico de láminas, conectado ó desconectado en cada momento.
El sentido de giro de la PTO es igual que el del eje de entrada del motor.
El sistema hidráulico consta de:
- Bombas de engranajes.
- Filtros de aceite.
- Intercambiador de calor (agua de baja temperatura).
- Válvula limitadora de la presión.
- Válvula de mando.
GENERADORES DE COLA
Como se ha dicho al principio, hay dos alternadores de cola, acoplados cada uno a los
respectivos MM.PP de la marca STAMFORD de 810 KVA a una velocidad de 1500
rpm, que subministra una corriente de 380 V y 1230.7 A a 50 Hz. Estos generadores
pueden trabajar, en un rango comprendido entre el 70% y el 100% de la velocidad del
motor.
En la mar, el generador de cola tiene la capacidad suficiente para dar servicio a todos
los circuitos durante la marcha normal del buque.
Los generadores de cola tienen unas resistencias eléctricas para evitar la condensación
de agua cuándo están parados.
Periódicamente se deberá hacer un mantenimiento que consistirá en el desmontaje de
los registros de las conexiones, comprobar que las tuercas estén bien apretadas, eliminar
el polvo, y limpiar los filtros de las rejillas de aire de ventilación.
SISTEMA DE FRIGORÍFICAS (GAMBUZAS)
El sistema de refrigeración tiene un elemento refrigerante R-404A (un gas no
inflamable) y sus componentes son los siguientes:
•
•
•
•
•
•
Tres compresores eléctricos volumétricos alternativos de pistones (uno para cada
gambuza)
Un sistema de lubricación muy simple, formado por un separador de aceite de
2.95L.
Dos condensadores enfriados por agua salada.
Dos depósitos de líquido.
Tres evaporadores (uno en cada gambuza)
Una gambuza de pescado, otra de carne y una de alimentos.
El agua se evapora a 100ºC a la presión atmosférica de una atmosfera, el agua al
evaporase absorbe una gran cantidad de calor. Pero el punto de ebullición es demasiado
alto para poderlo usar como refrigerante. Otros refrigerantes, hierven a temperaturas
muy inferiores situadas sobre los 40ºC.
44
Este sistema se basa en el principio que un líquido absorbe calor al convertirse en gas.
El líquido absorbe calor al evaporarse y se enfría. Esto sucede en el evaporador situado
en cada gambuza.
El refrigerante es succionado hacia el interior de cada compresor. El émbolo comprime
el gas, aumentando su temperatura. El gas caliente y comprimido pasa a través de la
tubería de descarga hacia un condensador, donde es enfriado por debajo del punto de
condensación y se convierte en líquido. Desde el condensador, situado físicamente
debajo de los compresores, el líquido caliente pasa a través de un secador, evitando que
el agua pudiese contaminar el refrigerante, y después hacia la válvula de expansión.
Dicha válvula controla la cesión del líquido caliente a la baja presión del serpentín del
evaporador. Cuándo el fluido sale de la válvula de expansión, la asombrosa caída de
presión, origina su ebullición, absorbiendo el calor circundante. A partir del evaporador,
el recién formado gas es succionado de nuevo por el compresor y el ciclo se repite.
Cada compresor es accionado por un motor eléctrico conectado a éste mediante una
correa de transmisión.
El compresor es lubricado por aceite y se enfría gracias a unas aletas dispuestas en el
exterior del cilindro. El aceite lubricante se separa del gas refrigerante comprimido en el
separador de aceite. La parte inferior del separador sirve como una reserva de aceite.
El flujo de agua salada que va al condensador es suministrado por una de las dos
bombas de agua salada instaladas al efecto. El refrigerante, una vez condensado, fluye
hasta el depósito del líquido.
Cada compresor tiene dos manómetros que permiten controlar la presión de succión y
descarga.
Cada evaporador tiene una serie de aletas y un ventilador que permite una mejor
absorción del calor.
PREPARACIÓN DEL SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE COMBUSTIBLE
El MM.PP consume combustible de los tanques de servicio diario (HFO normalmente).
Ante la imposibilidad de arrancar en frío con HFO, se deberá calentar el tanque con
vapor. Éste tanque tiene unas válvulas para tal efecto.
Los motores principales sólo consumen DO en casos cómo cuándo deberán estar listos
para una revisión mecánica, o cuándo en casos de urgencia no se disponga de HFO.
Preparativos para el arranque del motor principal
Una vez que hemos puesto en funcionamiento todos los subsistemas de propulsión
(cómo poner en funcionamiento las bombas de las “Kamewas”, preparar el módulo,
abrir el aire del MM.PP, etc) podemos poner en marcha los propulsores principales,
bien desde el control remoto (en la sala de control) en condiciones normales, o bien en
el control local (en un panel situado en los mismos MM.PP) en casos determinados. Se
debe tener cuidado al virar con el sentido de la hélice.
Según el jefe de máquinas, se soplan los motores o se viran. En caso de virar, se hace
girar los motores unas dos vueltas (7-10 minutos) mientras se acciona de forma manual
45
el bombeo de aceite para el engrase (poner MANUAL las bombas en el ordenador).
Esta operación se realiza con todas las purgas de los indicadores de los cilindros
abiertas.
En caso de soplado, la maniobra es mucho más rápida, nos acercamos al control local,
ponemos a cero la cremallera del combustible, damos a arrancar y seguidamente
pulsamos el botón de parada de emergencia una vez el motor haya dado unas vueltas.
Posteriormente paramos las dos alarmas de baja presión en el sistema y parada de
emergencia y cerramos las purgas. Hemos de mirar que las purgas de las turbos no
saliese agua, en tal caso deberemos analizar el problema.
Si hemos virado, una vez desacoplado el virador se cerrarán todas las purgas, se
comprobará que las válvulas que permiten el acceso del aire de arranque estén abiertas y
que las purgas de las turbos también estén abiertas, por si hubiese fuga de agua. Se
arrancarán los MM.PP desde o bien de la sala de control o de forma local. Entonces,
éstos automáticamente se engrasarán durante un minuto.
Las bombas de los servomotores y de las KAMEWAS deberán estar ya en
funcionamiento.
Una vez arrancados los MM.PP, se cerrarán:
•
•
•
Las purgas de las chimeneas.
Las purgas de la turbo.
Las resistencias eléctricas.
Y se pondrán en marcha los filtros automáticos.
Es en este momento, cuándo se abre la válvula situada en la banda de Es-Pr de la
cámara de máquinas para que el agua de mar enfríe el intercambiador de calor del aire
acondicionado sin necesidad de una bomba y deberemos poner en posición de “MAR”
el selector del aire acondicionado de la sala de control. Esta agua a parte de enfriar el
intercambiador del control permite refrigerar el condensado del tanque de observación y
purgas.
Finalmente, cuándo desde el puente den “listos de máquinas” se pondrá (desde la sala
de control) los MM.PP en “velocidad constante”. Es entonces cuando haremos el vacio
al evaporador y posteriormente lo pondremos en funcionamiento.
Nota: Cuándo notemos que el buque empieza a balancearse y tiene una cierta velocidad
(aunque el práctico esté a bordo) se abrirán las válvulas que permiten el paso del agua
salada al evaporador y pondrá en funcionamiento la bomba de agua salada de dicho
generador de agua dulce para empezar a producir vacio. Una vez nos den listos de
máquinas se acabará de poner el evaporador en condiciones para producir agua
destilada.
SISTEMA DE LASTRE Y ANTIESCORA
La sala de control tiene un péndulo que permite saber de forma visual los grados de
escora del buque. También se puede saber desde el PC1 o PC2 de dicha sala. Cuándo se
observe una escora se deberá corregir.
46
El sistema comprende de:
• Dos tanques antiescora (12 Br y 11 Br)
• Dos tanques antiescora (12 E y 11 E)
• Quince tanques de lastre: L1C, L2C, L5C, L6C, L7C, L8 E y L8 B, L10C, L14
C, L18 B Y L18 C, L 15 B y L 15 E, L31 B y L31 E.
Fig. 32: Lastres antiescora
Para el llenado de los tanques de lastre o antiescora hay dos bombas situadas en la
cámara de máquinas.
LA PLANTA SÉPTICA
La planta séptica de abordo es una unidad de mantenimiento de aguas fecales FACET
STP/VTP, para el tratamiento de aguas negras, según criterios y recomendaciones
internacionales. Las aguas grises se podrían evacuar sin pasar por la planta.
La planta lleva un by-pass, mediante un sistema de válvulas manuales que permite
aislarla en casos de avería ó revisión (esto sólo en aguas internacionales).
La alimentación a la planta séptica es por gravedad. Por esta razón hay instalado un
sifón a la entrada para evitar el flujo de aire hacia los lavabos e inodoros.
En suma, el sistema es un conjunto de tuberías, bafles y depósitos rígidos para
conseguir una reducción biológica de sólidos, una preparación física y por último una
desinfección.
47
Fig. 33: Limpieza del local de la planta séptica después de una reparación
Descripción general de la planta séptica
La planta FACET STP/VTP es un sistema de tratamiento que comprende un tanque
divido por medio de mamparos en varios depósitos interconectados por medio de
tuberías y con un sistema de suministro de aire para la circulación del líquido y
reactivación de las reacciones biológicas aeróbicas. Incluye también un sistema de
inyección de cloro como desinfectante en la última etapa.
El tanque está dividido en tres compartimientos:
A. Cámara de desaireación.
B. Cámara de decantación.
C. Cámara de desinfección.
Para el suministro de aire, la planta va equipada con una soplante. El flujo de aire se
regula manualmente por medio de válvulas en la tubería de distribución.
El sistema desinfección está diseñado para destruir las bacterias coliformes en el
efluente procedente de la cámara de decantación. Consta de un tanque almacén con una
solución clorada de hipoclorito sódico. Éste se suministra por gravedad regulada
mediante una válvula dosificadora.
La descarga al mar se realiza por medio de una ó dos bombas centrífugas que aspiran
directamente de la cámara de desinfección.
48
Fig. 34: Tanque del hipoclorito y panel de control de la planta séptica de abordo
Operación
1. Las aguas residuales entran dentro de la cámara de aireación a través de una
rejilla de la retención de sólidos. Aquí se inicia el proceso de reducción
biológica.
2. El influente, conteniendo las bacterias aeróbicas y compuestos orgánicos que les
sirven de alimento, entran en un medio turbulento rico en O2. El aire a baja
presión es introducido a través de difusores de acero inoxidable colocados cerca
del fondo de la cámara de aireación. En estos difusores se generan pequeñas
burbujas de aire que producen la rotura mecánica de los sólidos en pequeñas
partículas, aumentando la superficie de contacto entre las bacterias y el oxígeno
incorporado. De esta forma se produce la bioreacción de sólidos con
desprendimiento de CO2 y otros componentes.
3. Durante este proceso, las bacterias forman unas pequeñas colonias alrededor de
las partículas de materia orgánica en suspensión posando a través de un bafle6 de
transferencia situado entre las dos cámaras, a la cámara de decantación.
4. La cámara de decantación está totalmente llena de líquido (habiendo evacuado
todo el aire a través de la válvula de desaeración durante el proceso de llenado) y
opera bajo presión hidrostática debido a la diferencia de nivel entre la cámara de
desaeración y la de decantación. Así se consigue una decantación más efectiva
de lodos ricos en concentración bacteriana denominados bajo el nombre de
“lodo activo”. El líquido de la zona superior del tanque de decantación pasa a
través de un maniflod a la cámara de desinfección cómo última etapa.
5. El lodo activo recircula a la cámara de aireación periódicamente y según la señal
que el temporizador envíe a la válvula de solenoide. La velocidad de
recirculación se puede regular por medio de válvulas de aire según las
variaciones de tripulación en el buque. La necesidad de regulación se detectará
con el análisis del efluente de salida.
6. El líquido limpio pasa a través del maniflod hacia la cámara de desinfección.
Éste paso sirve además para controlar el nivel del líquido en la cámara de
aireación. El maniflod ha de ser suficientemente amplio para evitar
obstrucciones o reducciones de flujo.
7. En la cámara de desinfección se añade la disolución clorada. La inyección de
cloro debe ser una operación continua.
6
Dispositivo que facilita la mejor difusión.
49
8. Después de la etapa de cloración el efluente se manda a la mar por medio de la
gravedad o mediante bombas.
CALDERA MIXTA “COMMODORE”
Introducción
Los gases de escape de los MM.PP son enfriados en la caldereta antes de ser expulsados
definitivamente. A un determinado régimen de los MM.PP, el vapor generado en la
caldereta es suficiente para dar los servicios de calefacción.
Cuándo la potencia de los MM.PP es reducida, está sucia, o estamos en puerto con los
MM.PP parados, automáticamente se disparará el quemador de D.O.
General
La caldera mixta "COMMODORE" es una caldera de diseño vertical, comprendiendo
dos secciones, una alimentada por el equipo quemador y otra por los gases de escape.
Sección alimentada por equipo quemador
Esta sección está comprendida por el hogar cilíndrico con un tubo de llama. La placa
inferior del hogar está unida a la placa inferior de la envolvente principal mediante
barras tirantes soldadas. Esta placa está protegida mediante refractario. Dispone de un
haz de tubos de humo desde la placa superior del hogar hasta la caja de salida superior
cilíndrica que está soldada a la placa superior de la envolvente principal. El haz tubular
consiste en tubos lisos con los tubos tirantes necesarios. Los tubos lisos se expansionan
y se fijan mediante soldadura estanca a la placa superior del hogar y se expansionan en
la placa tubular de la caja superior. Los tubos tirantes están expansionados y soldados
en ambos extremos.
Sección alimentada con los gases de escape
Dispone de un haz de tubos desde la placa inferior de la envolvente principal hasta la
placa superior de dicha envolvente. El haz consiste en tubos lisos con los tubos tirantes
necesarios. Los tubos lisos se expansionan y se fijan mediante soldadura estanca a la
placa inferior y se expansionan, sueldan y enrasan en la placa superior. Los tubos
tirantes están expansionados y soldados en ambos extremos.
La envolvente exterior incorpora registro de entrada de hombre cilíndrico con puerta
desmontable. Asimismo incorpora puertas inferiores para extracción de Iodos ó
registros de mano.
El acceso a la parte superior se facilita mediante tapas desmontables, a efectos de
limpieza de los tubos de humo. El acceso al interior de la caldera se facilita mediante el
desmontaje del quemador ó puerta. La caldera es de construcción totalmente soldada y
cumple con las exigencias del Ministerio de Industria, Lloyd's Register ó cualquier
Entidad de Inspección señalada por el cliente.
50
Fig. 35: Tubos taponados mediante soldadura en la reparación del “Suar Vigo”
Descripción general
La alimentación de agua a la caldera se realiza mediante una de las dos bombas situadas
al exterior de la caldera, en concreto en la cámara de máquinas.
La entrada del agua se efectúa a través de la válvula de comprobación. La caldera
incorpora dos válvulas. Al alcanzar el agua el nivel normal, por la mitad del indicador
de nivel, el control detiene la bomba.
El quemador está fijado mediante espárragos a la puerta frontal de la caldera y está
diseñado para atomizar el combustible de forma que se consiga óptima combustión del
mismo. Incorpora ventilador de tiro forzado para proporcionar el aire necesario para la
combustión y bomba de combustible.
El hogar recibe calor de radiación de la llama y los gases calientes pasan a través de un
haz de tubos, aportando más calor. Los gases entran a continuación en la caja de salida
en la parte superior de la caldera donde son conducidos a la chimenea.
Cuando la caldera funciona con los gases de escape procedentes de motores diesel, estos
entran en la caldera por la parte inferior, pasando por el haz de tubos correspondiente y
aportando las calorías necesarias para producir la cantidad de vapor requerida.
Si la caldera lleva incorporado un by-pass y válvula de desviación, esta puede ajustarse
para desviar los gases por el by-pass ó pasados por la caldera, con el fin de controlar la
producción de vapor de acuerdo con la demanda.
Al extraer el vapor, el nivel de agua en la caldera desciende unos 12 mm., por debajo
del nivel normal. El control acciona la bomba de alimentación para alcanzar el nivel
normal de agua.
Al descender la presión de vapor, el presostato de control permite el cambio a llama
grande en el quemador. Caso de aumentarse la presión, el presostato realiza el cambio a
llama pequeña.
51
Instrucciones de servicio
En el caso de que la presión de vapor rebase el límite máximo, un segundo presostato de
límite detiene el quemador. Al descender la presión hasta un punto prefijado inferior al
máximo en 1/10 Kg/cm2, este presostato de limite permite el re-encendido del
quemador.
Si por cualquier circunstancia no actúa el presostato de límite para detener el quemador
y por tanto la presión sigue aumentando, las válvulas de seguridad disparan para
descargar el exceso de presión.
En el caso de que el agua no llegue a la caldera y el nivel descienda unos 50 mm, por
debajo del nivel normal, el control de la marca “Mobrey” acciona una alarma acústica.
Si el nivel de agua se restablece rápidamente, la alarma se para y el quemador sigue en
marcha automáticamente. Sin embargo si el nivel de agua sigue descendiendo hasta
alcanzar un punto unos 75 mm, por debajo del nivel normal, el control de nivel de
seguridad hace funcionar la alarma y bloquea el quemador. El quemador no volverá a
ponerse en marcha hasta que no se restablezca el nivel normal y una vez accionado el
pulsador de rearme de falta de tensión.
En el caso de que se quiera vaciar la caldera, esto puede realizarse utilizando la válvula
de purga. Esta válvula es del tipo de esfera.
Accesorios
La caldera incorpora asimismo válvula de purga de superficie montada en el lateral de la
caldera, debajo del nivel normal del agua. Tiene como misión extraer espuma controlar
el contenido total de sólidos disueltos en el agua. La caldera incorpora asimismo válvula
de purga continua y toma de muestras, un manómetro y grifo de presostato de vapor. Un
grifo de tres vías está dispuesto en la tubería de cobre que va desde esta válvula al
manómetro. El grifo incorpora conexión para dispositivo de inspección.
La válvula de vapor principal está montada en un cilindro de vapor en la parte superior
de la caldera. El grifo de aireación está montado en la parte superior del cilindro de
vapor y se utiliza para aireación cuando se esté llenando la caldera con agua y se
mantendrá abierto hasta que haya 1/4 Kg/cm2 aproximadamente de presión en la
caldera.
Presostatos de vapor
La caldera incorpora dos presostatos7 de vapor. El primero tiene como misión regular la
operación fuego alto/fuego bajo del quemador y el segundo, de límite, detiene el
quemador y evita que la presión de trabajo de la caldera se exceda. Ambos presostatos
son iguales, comprendiendo cada uno fuelle alojado en carcasa que acciona un
interruptor de cambio de resorte a través de varillaje mecánico. El interruptor y el
varillaje se alojan en caja estanca.
Modo de funcionamiento
El fuelle responde a las variaciones en la presión, accionando un interruptor de cambio.
En cuanto al presostato fuego alto/ fuego bajo, el circuito de llama alta se realiza
7
Recordemos que este es un dispositivo que permite mantener constante la presión en un sistema.
52
normalmente a través de un lado del interruptor. Caso de incrementarse la presión por
encima de la cifra prefijada, el movimiento del fuelle acciona el interruptor dando
entrada al circuito de llama baja y rompiendo el circuito de llama alta. El quemador
sigue funcionando en fuego bajo hasta que la presión disminuya al nivel último
prefijado, en cuyo momento el interruptor vuelve a cambiar el circuito para que el
quemador funcione a fuego alto. El presostato de límite hace de seguridad para el de
fuego alto y fuego bajo, y únicamente entra en funcionamiento si la presión de la
caldera sigue rebasando la presión de trabajo, aunque el quemador haya cambiado a
fuego bajo. En este caso solo un lado del interruptor es utilizado, dándole al interruptor
característica apagado/encendido y en el caso de exceso de presión de vapor, el circuito
de control del quemador se rompe y el quemador se detiene. El circuito se completa
para reencender el quemador cuando la presión descienda por debajo del nivel prefijado.
Controles de nivel de agua
La caldera incorpora dos controles de nivel del tipo magnético. Un control tiene como
misión accionar la bomba de alimentación y detener el quemador en el primer nivel bajo
de agua.
El segundo control actúa como seguridad para bloqueo en caso de nivel muy bajo.
La operación de estos controles es similar. Caja control comprende un flotador que tiene
unida una varilla con imán. El flotador sube y baja de acuerdo con las oscilaciones del
nivel de agua.
Cuando el flotador sube, el imán primario también sube, transmitiéndose este
movimiento a un segundo imán en la unidad de interrupción. El segundo imán hace que
un platino se mueve de un lado hacia otro, abriendo y cerrando los contactos del
interruptor.
PASOS A SEGUIR ANTES DE ARRANCAR EL MOTOR DEL BOTE de babor
nº 2.
1. Desconectar el cable (manguera) carga baterías. Asegurarse de que el espiche (s)
sean cerrados con tapón.
2. Poner el selector de baterías en posición I, II o ALL dependiendo de las
necesidades.
3. Se comprueba que la carga de baterías es adecuada viendo la intensidad
luminosa del proyector interior, pulsando breves segundos el botón de encendido
del proyector.
53
Fig. 36: Imagen de uno de los botes
4. Comprobar niveles: de aceite, agua y gas-oil.
5. Abriremos las válvulas de gas-oil (válvula mariposa situada abajo junto al
tanque y de color rojo) y de aspiración de agua salada (macho de bola y de color
azul situado junto al motor debajo hacia babor en la sentina).
6. Nos aseguraremos de que el motor está desembragado de las posiciones avanteatrás.
7. Después de todas estas comprobaciones podemos coger la llave de contacto
introducirla en su ranura y a la vez que presionamos levemente la giraremos
hacia nuestra derecha hasta que sintamos las primeras explosiones del motor y
éste quede arrancado. La llave quedará en posición vertical.
8. Una vez de que el motor está funcionando y el bote en el agua controlar la
evacuación del agua salada de refrigeración bien palpando las tuberías de
entrada y salida o visualmente controlar la cantidad de agua de salida por el
costado de babor hacia popa.
Fig. 37: Intentando resolver una fisura en uno de los cilindros del motor del bote
salvavidas del lado de estribor
PASOS A SEGUIR ANTES DE ARRANCAR EL MOTOR DEL BOTE de
estribor nº 1
1. Desconectar el cable (manguera) carga baterías. Asegurarse de que el espiche (s)
sean cerrados con tapón.
54
2. Poner el selector de baterías en posición I, II o ALL dependiendo de las
necesidades.
3. Se comprueba que la carga de baterías es adecuada viendo la intensidad
luminosa del proyector interior, pulsando breves segundos el botón de encendido
del proyector.
4. Comprobar niveles: de aceite, agua y gas-oil.
5. Abriremos las válvulas de gas-oil (válvula mariposa situada abajo junto al
tanque y de color rojo) y de aspiración de agua salada (macho de bola y de color
azul situado junto al motor debajo hacia babor en la sentina).
6. Nos aseguraremos de que el motor está desembragado de las posiciones avanteatrás.
7. Después de todas estas comprobaciones podemos coger la llave de contacto
introducirla en su ranura y a la vez que presionamos levemente la giraremos
hacia nuestra derecha hasta que sintamos las primeras explosiones del motor y
éste quede arrancado. La llave quedará en posición vertical.
8. Una vez de que el motor está funcionando y el bote en el agua controlar la
evacuación del agua salada de refrigeración bien palpando las tuberías de
entrada y salida o visualmente controlar la cantidad de agua de salida por el
costado de babor hacia popa.
Fig. 38: Vista de las válvulas del motor propulsor del bote salvavidas del lado de
estribor
55
INTRODUCCIÓN: PRINCIPIOS EN QUE SE BASA LA CORROSIÓN Y LA
PROTECCIÓN CATÓDICA
Corrosión galvánica
Dos metales o aleaciones, distintos, sumergidos en agua producen una diferencia de
tensión y una corriente eléctrica desde el metal más activo hacia el menos activo. El
metal menos activo no se corroerá y se conoce como cátodo. El metal más activo, el
ánodo, se irá disolviendo hacia la solución, y el flujo de corriente eléctrica irá
aumentando Cabe destacar que si dichos metales están aislados (no se tocan, ni están
conectados eléctricamente por cable) no se produce corriente ni corrosión. Pero en el
caso de no poderse separar como una hélice de bronce en un eje de acero inoxidable, se
deberá actuar de alguna manera. En este caso, si añadiésemos una pieza de zinc como
“tercer electrodo” en las proximidades y con un “tester” en cada electrodo midiésemos
la corriente, veríamos que la corriente sale del electrodo de acero inoxidable, pero
ninguna corriente llega o sale del electrodo de bronce (hélice). Finalmente,
comprobaríamos que el Zinc, protege, se sacrifica primero. Los iones de zinc con carga
positiva emigran a través del electrolito para equilibrar la carga.
Cuándo metales desiguales situados dentro de un electrolito estén mecánica o
eléctricamente conectados a masa, el único metal que se corroe es el “menos noble” del
grupo.
1. Activo o anódico
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Magnesio Zinc
Acero suave Hierro forjado Hierro fundido
Fundición gris con alto porcentaje de Ni
Acero inoxidable al molibdeno 18.8.3, tipo 316 (activo) Plomo
Estaño
Bronce manganoso Latón naval
Bronce de aluminio Cobre
70 cobre 30 níquel Níquel (pasivo)
Monel, 70% de níquel- 30% de cobre
Acero inoxidable al molibdeno 18.8.3, tipo 316 (pasivo)
2. Noble o catódico
Nota: Algunos metales y aleaciones pueden ocupar dos posiciones en la misma serie,
designadas con las denominaciones de activo/a y pasivo/a. La posición "activa" es la
correspondiente a una situación en la que se produce corrosión, y se aproxima a la
posición ocupada por dicho material en la serie electroquímica. La posición "pasiva"
está relacionada con una situación en la que no se produce corrosión, cuando el material
queda protegido de la misma por una película superficial de formación espontánea. Por
ejemplo, el acero inoxidable del tipo 316 sumergido en agua de mar tiene más tendencia
a comportarse como una aleación pasiva que la que demuestra el acero del tipo 304, por
lo que generalmente se le prefiere a dicho último tipo para aplicaciones marinas.
56
Fig. 39: CÉLULA de corrosión sencilla
La aparición de las áreas anódica y catódica en una CÉLULA de corrosión puede
deberse al contacto eléctrico entre dos metales diferentes, lo que se conoce como
corrosión galvánica. Las áreas anódica y catódica pueden formarse sobre una superficie
constituida por un sólo metal, en forma de microcélulas, debido, por ejemplo, a la
presencia de gotas de lluvia sobre una superficie de acero carente de recubrimiento. De
forma alternativa, pueden existir células próximas pero discretas cuando se produce un
proceso de corrosión acelerada de áreas anódicas no recubiertas sobre una estructura
catódica recubierta. De forma adicional, existen células longitudinales largas que
aparecen en tuberías que atraviesan suelos agresivos de baja resistividad. Dichas
secciones forman áreas anódicas y se corroen antes que las áreas catódicas en suelos
menos agresivos, de mayor resistividad.
En áreas anódicas pequeñas pueden producirse corrientes de cierta intensidad capaces
de provocar una corrosión rápida de estructuras marinas tales como depósitos interiores
de barcos, planchas exteriores de cascos de buques, pilotes de chapa de acero de los
puertos y estructuras tubulares de escolleras y plataformas petroquímicas de perforación
y extracción.
La protección catódica es un sistema de prevención de la corrosión que consiste en
forzar a todas las superficies de una estructura a comportarse como cátodos, mediante
la utilización de ánodos externos.
Como se ha comentado anteriormente, las células galvánicas de corrosión aparecen
cuando existen metales diferentes en contacto entre sí, sumergidos en un electrolito. Por
ello, cuando se construyen estructuras que vayan a estar enterradas o sumergidas en un
electrolito, deben adoptarse precauciones para evitar la creación de células galvánicas.
La protección catódica por ánodo de sacrificio permite prevenir la corrosión de una
estructura o componente determinados, a través de la creación de una célula galvánica
en la que un ánodo adicional de zinc, magnesio o aluminio se corroe de forma
preferente, en lugar de hacerlo la estructura. La corriente galvánica de corrosión (véase
1a CÉLULA simple de antes) de dicha combinación ánodo-electrolito-estructura debe
ser suficiente para sobreponerse a las corrientes locales de corrosión superficial
existentes en la estructura, de forma que no fluya ninguna corriente desde las áreas
57
anódicas de la estructura, es decir, que la estructura se comporte toda ella como un
cátodo y quede sometida a una protección catódica completa.
El potencial, o medida de la actividad existente entre la estructura y el electrolito, es un
índice relativamente fácil de medir que permite determinar si la estructura se está
comportando como un ánodo o como un cátodo. En el caso del acero, en condiciones
normales no anaeróbicas, puede demostrarse en teoría, y es un hecho aceptado en la
práctica, que un potencial acero-electrolito más negativo de -0,85 voltios, medido en
relación con un electrodo estándar de cobre-sulfato de cobre, indica que se ha
conseguido una protección catódica efectiva. Dicho potencial equivale a un potencial de
-0,80 voltios, medido en relación con un electrodo de plata-cloruro de plata, y a un
potencial de +0,24 voltios, medido en relación con un electrodo de zinc.
Descripciones generales: protección catódica por corriente aplicada
Un metal también puede hacerse catódico conectándolo eléctricamente a otro
componente metálico contenido en el mismo electrolito a través de una fuente de
corriente continua y dirigiendo el flujo de corriente desde la superficie del componente
metálico añadido (el ánodo), pasando por el electrolito, hacia el metal (el cátodo). Lo
anterior puede representarse de forma sencilla, partiendo del modelo de CÉLULA
simple considerado anteriormente, y añadiendo a dicho modelo un nuevo electrodo con
una fuente de alimentación, de forma que el flujo de corriente procedente de dicho
electrodo sea capaz de superar la corriente natural de corrosión.
Dado que se utiliza una fuente externa de corriente, dicho tipo de protección se
denomina 'PROTECCIÓN CA TÓDICA POR CORRIENTE APLICADA'.
Fig. 40: Protección catódica aplicada a una CÉLULA de corrosión simple
Es necesaria una fuente de corriente continua, que generalmente se obtiene a partir de
unidades de alimentación equipadas con un transformador y un rectificador. La
intensidad de la citada corriente puede controlarse automática mente en respuesta a una
supervisión continua del potencial cátodo-electrolito, o controlarse de forma manual,
tras la realización de medidas intermitentes.
El material del ánodo de la corriente aplicada, en condiciones ideales, no se consume
como consecuencia del paso de corriente desde él hacia el electrolito; en la práctica, los
materiales utilizados representan una solución de compromiso entre dicho ideal y el
coste y las propiedades físicas de los materiales disponibles. Los ánodos de corriente
58
aplicada están hechos de grafito, hierro al silicio, aleaciones de plomo, algunas con
bielectrodos de platino, titanio platinizado o combinaciones más exóticas, tales como
niobio revestido de platino. La selección de un material apropiado para el ánodo tiene
una importancia crítica para la formulación de un plan de protección catódica efectivo y
económico.
Generalmente, para una demanda determinada de corriente, se necesitan menos ánodos
de corriente aplicada que ánodos de sacrificio para conseguir una protección efectiva, ya
que pueden conseguirse corrientes anódicas altas. Los sistemas de protección catódica
por corriente aplicada responden a un diseño más sofisticado que el de los sistemas
basados en ánodos de sacrificio.
Fig. 41
Sistema marino de corriente aplicada
El sistema marino de corriente aplicada C-Shield comprende los siguientes
componentes:
- Ánodos de la corriente aplicada
La función del ánodo es conducir la corriente continua de protección hacia el agua de
mar.
- Electrodos de referencia de la corriente aplicada
Los electrodos de referencia de zinc de elevada pureza y estabilidad están diseñados
para que proporcionen una referencia estable en relación con la cual puedan medirse los
potenciales casco-agua de mar, y un pequeño flujo de corriente que se utiliza en circuito
de bucle cerrado para mantener los niveles preestablecidos de protección.
La estructura y la cantidad de zinc utilizado para la fabricación de los electrodos son
tales que permiten conseguir una vida mínima de quince años sin necesidad de
mantenimiento ni sustitución.
59
Fig. 42: Vista general de la protección por corrientes impresas
- Unidad de alimentación
La unidad de alimentación del sistema de protección catódica por corriente aplicada CShield es un sistema tiristorizado que va montado en una gama de armarios de
diferentes tamaños. El sistema comprende una placa de circuitos impresos (PCB) de
control, una placa de circuitos impresos de los tiristores y una unidad tiristorizada
(constituida por un transformador, un transformador reductor y un puente de tiristores)
de 100 a 800 amperios. Los requisitos de alimentación son: corriente alterna de 415 V
+/-10%, monofásica, a 50/60 Hz.
- Conexión a masa
Para hacer posible que el timón reciba protección, éste va equipado con una conexión
eléctrica a masa específica, en forma de un cable flexible que va de la parte superior de
la mecha del timón hasta la estructura principal del barco. De la misma forma, los
posibles estabilizadores van también conectados a masa para permitir la llegada de la
corriente de protección a las superficies correspondientes.
Para permitir la protección de la hélice y de cualquier porción de la línea de ejes que
quede al descubierto, y para prevenir la formación de arcos eléctricos entre el eje y los
cojinetes, el eje de la hélice va equipado con un conjunto de anillo colector. Un juego de
escobillas representa la terminación de un circuito de baja resistencia que permite el
flujo de corriente hacia las palas de la hélice, a lo largo del eje, y de vuelta hacia el
casco. El anillo colector consiste en una banda de cobre sujeta alrededor del eje por
medio de escobillas con capacidad para corrientes de gran amperaje, de alto contenido
en cobre, montadas sobre portaescobillas engranados. La pista del anillo colector está
plateada de forma estándar y, además, se utilizan escobillas de grafito de plata para
minimizar la resistencia de contacto.
- Instalación del equipo
Las ubicaciones de los diferentes componentes se muestran en los planos del sistema CShield del “Suar Vigo”.
60
HÉLICE DE MANIOBRA “KAMEWA”
La Hélice de Maniobra consta de cuatro partes principales:
•
•
•
•
Un túnel con la hélice,
Un motor de accionamiento,
El sistema hidráulico
Sistema de control eléctrico.
La hélice está accionada por un motor con una velocidad y una dirección de rotación
constante, e. g. un motor de inducción eléctrico. La hélice se suministra con palas
ajustables hidráulicamente, que posibilitan variar continuamente la magnitud del
empuje.
La hélice de maniobra facilita la movilidad del barco en una gran medida cuando las
velocidades son bajas y cuando la velocidad es nula. Es también un complemento útil
para el timón del buque a velocidades más altas, aumentando así el control.
La Hélice de Maniobra “Kamewa” tiene las siguientes características:
• El motor de accionamiento puede ser arrancado sólo cuando las palas de la
hélice están en la posición cero, reduciendo el par inicial al mínimo. Esto
significa una baja corriente de arranque.
• Un número ilimitado de operaciones durante un tiempo dado. El empuje
transversal cambia sin la necesidad de alterar la dirección de rotación y
velocidad del motor de accionamiento.
• La dirección de empuje puede cambiarse en un tiempo corto de un lado a otro.
• Toda la potencia está siempre disponible.
Cavitación: Las burbujas de vapor son arrastradas por el flujo, y cuando alcanzan una
zona de presión creciente, se colapsan. Esto puede ser oído corno explosiones duras y
metálicas. Todas las hélices a máxima potencia producen más o menos cavitaciones. Sin
embargo, una excesiva cavitación puede con el tiempo, erosionar la superficie de pala.
La erosión por cavitación ocurre muy rara vez en la hélice de Maniobra. Para evitar
daños a la pared de hélice de maniobra, se coloca una tira de acero inoxidable en la vía
de la hélice.
Cuando un buque parado está girando con una hélice de maniobra, el barco está también
dando un movimiento lateral.
El giro simultáneo y el efecto de remo da lugar a un movimiento longitudinal lento del
buque, hacia adelante cuando la Hélice de Maniobra está localizada en la proa.
A velocidad cero la relación de giro es proporcional a la raíz del cubo de la potencia, así
un 10% de aumento de potencia provoca cerca de un 3 % de aumento de giro.
Para un tamaño de hélice de maniobra dada para un buque la relación de giro se puede
calcular.
61
El túnel con Unidad de Hélice. General
La unidad de hélice comprende el túnel de hélice en que un alojamiento de engranajes
está empernado (incluido una placa de apoyo soldada). Una hélice con 4 palas y un eje
montado sobre un rodamiento en el alojamiento de engranajes.
• El túnel:
El túnel está soldado al casco de barco. Por esta razón el túnel de hélice no puede ser
desmontado del barco pero si el alojamiento de engranajes.
• La hélice
La parte principal de la hélice de maniobra de túnel es el núcleo de hélice con sus palas
y el eje de propulsión. El eje está sostenido por un cojinete de rodillos esféricos y dos
cojinetes de rodillos axiales. El obturador de eje de retenes de goma, evita que penetre
el agua y la pérdida de aceite.
Como trabaja la hélice
En el núcleo de la hélice hay un servomotor que hace girar las palas El servomotor
consiste de un pistón integrado y una pieza de reversión del movimiento axial. El
movimiento se obtiene dirigiendo aceite a presión a un lado y a otro del pistón. La pieza
de reversión tiene una cruceta con cuatro ranuras transversales para las zapatas de
deslizamiento, en cada una de las palas.
El anillo de cuello está sostenido mediante un forro que está integrado con el cuerpo de
núcleo. Cuando la pieza de reversión se mueve, los cuellos rotan con el movimiento
circular transmitido a través de la pieza de reversión zapatas de deslizamiento y cuellos
de pala. Entonces la pala de hélice, fijada en el anillo de cuello por pernos, girará. Cada
pala se suministra con una junta tórica para evitar entrada de agua a la pérdida de aceite
del núcleo.
Fig. 43
Presión de aceite en el pistón de servomotor
La presión de aceite es llevada al lado requerido del pistón en el núcleo a través del eje
de propulsión taladrado y el tubo de entrada de aceite. La caja de distribución de aceite
en el alojamiento de engranaje tiene dos cámaras de presión.
62
Una cámara de presión está conectada a un lado del pistón de servomotor a través del
canal formado por el taladrado del eje de propulsión y el tubo de engrase.
La segunda cámara de presión está conectada a un lado del pistón de servomotor a
través del tubo de entrada de aceite.
La caja de distribución de aceite no es suministrada con obturador de baja presión y por
lo tanto habrá siempre una cierta cantidad de pérdida en el alojamiento de engranaje. De
este modo, el aceite es rellenado automáticamente en el tanque.
La válvula de 4 vías de la unidad hidráulica conduce el aceite de presión a través de
tubos y mangueras a la cámara requerida.
Al mismo tiempo el aceite de retorno de la otra cámara es drenado. El tubo de entrada
de aceite está empernado a la pieza de reversión, y sigue su movimiento. Al tubo de
entrada de aceite está conectado el dispositivo realimentación a través de palancas.
El sistema de accionamiento
La hélice está accionada a través de un engranaje cónico en el alojamiento de engranaje.
El eje de piñón está montado en el alojamiento de engranaje. La rueda dentada está
montada con aprieto en el eje de propulsión. El eje de piñón está sostenido por un
cojinete de rodillos esféricos y dos cojinetes de rodillos cónicos.
El Sistema hidráulico
El ajuste del paso de la hélice es llevado cabo por medio de presión hidráulica. Por este
motivo una unidad hidráulica y un tanque de gravedad pertenecen al equipo de hélice.
Partes de la unidad hidráulica:
• un depósito de aceite
• una bomba de aceite de presión - un electromotor
• una válvula de seguridad
• una válvula de control
• una válvula de mantener la presión un filtro aceite de retorno
• un juego de interruptores de presión un manómetro
• un interruptor de nivel
• un tapón con respiradero y filtro una cala de nivel
Partes del depósito de aceite de gravedad:
• depósito de aceite
• un interruptor de nivel
• un tapón con respiradero y filtro
La bomba
La bomba es de tipo de engranaje o paletas y está montada conjuntamente con el grupo
de válvulas.
La válvula seguridad
La válvula de seguridad se establece a la entrega para un valor de 12 MPA (120 bar).
63
El interruptor de nivel
El interruptor para alarma de bajo nivel de aceite está montado en la parte superior de
tanque y puede desmontarse fácilmente en prueba.
El punto de alarma está cerca de 80 % de volumen de aceite máximo. El contacto puede
estar conectado como normalmente Abierto o normalmente cerrado.
El interruptor de presión
La unidad hidráulica está equipada normalmente con dos interruptores de presión, y uno
para señal al sistema de control. Los contactos están tanto para la apertura como para la
conexión eléctrica cerrada. Los puntos establecidos son ajustables por un tornillo con
nuez bloqueadora.
La válvula de control
La válvula de control es una electroválvula de control direccional con dos solenoides.
Los solenoides están activados por 24 V DC y están accionados a través de relés en el
sistema de control. Las válvulas pueden también ser controladas manualmente.
La válvula que mantiene la presión
Una válvula mantiene la presión y está montada en el tubo de aceite de retorno para
mantener la presión de aceite en un valor mínimo para el interruptor de alarma de
presión. La válvula se opera directamente y es suministrada con una muelle de
aproximadamente unos 0.5 MPA.
El filtro del aceite de retorno
El filtro de aceite de retorno está montado en el tanque. El filtro está equipado con
cartucho de 10 micras. Un indicador mecánico advierte visualmente, cuando es
necesario un cambio.
No es posible limpiar dicho elemento pues tiene que ser remplazado por uno nuevo. El
filtro está también equipado con una válvula de desvío, que evita posibles averías en el
elemento en casos de temperatura extrema o en arranques fríos.
El indicador puede indicar "rojo" en operaciones con aceite frío. Este no significa
necesariamente que el elemento esté obturado.
La presión de aceite
El sistema está diseñado para una presión máxima de 14 MPA. En entrega de la válvula
de seguridad se establece en 12 MPA.
La presión necesaria para maniobrar el paso será revisada durante las pruebas de mar y
la válvula de seguridad será ajustada, si fuese necesario.
La presión de aceite es de unos 0.5 a 1.0 MPA (5 a 10 bar), cuando la válvula de control
está en su posición centrada.
Esto es provocado por caída de presión en la válvula de control, válvula de
mantenimiento la presión y el filtro de aceite de retorno. La presión puede estar más alta
cuando el aceite está frío. El interruptor de presión para baja presión de aceite detecta un
64
fallo en el sistema o escasez de aceite. Los interruptores son preparados antes de la
entrega y los ajustes no se necesitan normalmente.
Medidas de arranque
El sistema hidráulico tiene que estar limpio antes del llenando del aceite. El tanque
estará lleno hasta la marca de nivel máximo en la cala de aceite. Revise también la
rotación de la bomba su dirección tiene que estar de acuerdo con la flecha mostrada.
Cuando el sistema está arrancado y ha estado trabajando durante un tiempo, el nivel de
aceite del tanque será revisado. El sistema está ventilado, a un nivel de aceite
decreciente en el tanque el relleno tiene que llevarse a cabo inmediatamente. Sea
curioso en la limpieza a la hora de rellenar. Revise el filtro de aceite de retorno. Si fuese
necesario el filtro debería ser cambiado.
ORDENADOR DE LA SALA DE MÁQUIN AS
La sala de máquinas consta de dos ordenadores. Estando los dos ordenadores
funcionando apagamos PC1, el PC2 tomará el control reiniciando todos los procesos.
Habrá que volver a aceptar las alarmas y pasar los controles de las bombas a modo
automático. Si estando el PC2 funcionando, encendemos PC1, éste tomará el control del
sistema y habrá que volver a aceptar las alarmas y pasar los controles de las bombas a
modo automático. Si están los dos ordenadores funcionando apagamos PC2, no ocurrirá
nada.
65
RUTINAS DIARIAS DE UN SEGUNDO MAQUINISTA
•
•
•
•
•
•
•
•
Purgado diario de los nivostatos de la caldera, así como los niveles de cristal.
Purgado diario de los tanques de F.O diarios y Sedimentación.
FONTANERO del barco. Atención especial sobre los fluxómetros del baño.
Papeles a rellenar en el ordenador:
Inventarios (los 3) cada mes.
Limpiezas de mechero (apuntar el estado).
Revisión de baterías.
Condensate Control a cisterna de agua. 0,65 lt o así, según los análisis.
Tanque de química en evaporador: 0,180 lt por tanque lleno, y debe durar día
y medio o así.
Tomar el PARTE DE AUXILIARES cuando estén en marcha.
TRASIEGOS DIARIOS de F.O (por bomba) y Diesel (por depuradora)
según necesidad.
Capacidad de llenado:
Sedimentación al 70-72 (o 75 en aguas
tranquilas)
Diario diesel babor al 65%
Caldera al 65% (baja al 55 navegando por
rebose)
el
Calefacciones de F.O.:
4ER – ¼ vale. Tarda en calentar
4BR – Despegado y ya. Lo mismo que el
otro.
9BR y 9ER – ¼ vale. Cuidado que ER
tarda.
13BR y 13ER – 1/8 vale.
Cuidado: se regula por evacuación salvo el
BR!
4
•
•
•
ELECTRICISTA general y bombillero de TODO el barco, en especial, la
cubiertas de carga.
REFUERZO DEL 1º MÁQUINAS en lo referente a trabajos de la máquina.
Limpieza del QUEMADOR DE LA CALDERA semanalmente. Desmontar
caracol frontal, limpiar hogar, y fotocélula y visor polarizado. Lo mejor es
CARBON REMOVER. Rascar o soplete si cabe.
•
•
Llave 19 mixta, Allen 6; Motor
quemador en “0”
Hacerlo navegando. Y cerrar entrada
fuel.
Control planta séptica de proa. Nivel de lejía (1 lt por 110 de agua).
Desairear.
Vigilar HIDRÓFOROS DE PROA agua salada, dulce y el calentador de
agua dulce.
66
•
•
•
•
ANÁLISIS DE AGUA en máquinas: Inyectores, AT, BT, Aux Br y Er,
Caldera, cisterna y destilada. Adición de la química pertinente.
Control de BATERÍAS de emergencia semanal, y botes y puente mensual
CONTROL DIARIO (y llenado) de cisterna, destilada (por evaporador),
química evaporador, AT y BT. La cisterna a 1200 va bien, BT 1000 y AT en
la marca
INVENTARIO MENSUAL (a finales)
Químicas, grasas y aceites.
Pañol eléctrico (elementos eléctricos)
Pañol eléctrico (general)
Periodo de trabajo: 8 a 12 y 14 a 18 (8 horas). Sábados y Domingos sin horario estricto.
Turno de guardia: de 8 de la tarde a 8 de la mañana. Todos los días.
67
TABLAS, FIGURAS Y ESQUEMAS
Listado de Tablas
Tabla 1: Página 6
Tabla 2: Página 6
Tabla 3: Página 11
Tabla 4: Página 15
Listado de Figuras
Figura 1: Página 7
Figura 2: Página 10
Figura 3: Página 13
Figura 4: Página 14
Figura 5: Página 17
Figura 6: Página 18
Figura 7: Página 19
Figura 8: Página 19
Figura 9: Página 20
Figura 10: Página 24
Figura 11: Página 26
Figura 12: Página 26
Figura 13: Página 26
Figura 14: Página 27
Figura 15: Página 27
Figura 16: Página 28
Figura 17: Página 29
Figura 18: Página 30
Figura 19: Página 30
Figura 20: Página 31
Figura 21: Página 32
Figura 22: Página 32
Figura 23: Página 33
Figura 24: Página 34
Figura 25: Página 35
Figura 26: Página 35
Figura 27: Página 36
Figura 28: Página 41
Figura 29: Página 42
Figura 30: Página 42
Figura 31: Página 43
Figura 32: Página 47
Figura 33: Página 48
Figura 34: Página 49
Figura 35: Página 51
Figura 36: Página 54
Figura 37: Página 54
Figura 38: Página 55
Figura 39: Página 57
Figura 40: Página 58
Figura 41: Página 59
Figura 42: Página 60
Figura 43: Página 62
Listado de Esquemas
Esquema 1: Página 14
68
BIBLIOGRAFÍA
Mucha de la información que ofrezco en este trabajo es la puesta en escrito de notas y
apuntes que he ido recopilando a lo largo de estos últimos meses en una libreta personal
y que posteriormente he transcrito al ordenador. Por desgracia, muchos sistemas no
tienen su modo de operación por escrito.
1. Descripción, operación y análisis de fallos de la cámara de máquinas de un
superpetrolero con propulsión diesel. Buque simulado como MC 80. Autores:
Celestino Sanz Segundo, Rafael Benítez Domínguez, Antonio Fraidías Becerra,
Juán López Bernal. Área de máquinas y motores térmicos. Universidad de
Cádiz.
2. Puesta en marcha y operación de una planta propulsora de turbinas de vapor.
VLCC simulado como SP-25. Autores: Celestino Sanz Segundo, Rafael Benítez
Domínguez, Antonio Fraidías Becerra, Juán López Bernal. Área de máquinas y
motores térmicos. Universidad de Cádiz.
3. Cómo funcionan las cosas de los barcos. Una guía ilustrada. Autor: Charlie
Wing. Editorial Tutor.
4. Microsoft® Encarta® 2006. © 1993-2005 Microsoft Corporation.
5. Diccionario marítimo. Julián Amich. Editorial Juventud S.A.
6. Sistemas propulsivos. Por D. Luís López Palancar. Cartagena 2007.
7. Manuales, planos, y notas de los ordenadores de abordo.
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